【正文】 ? ? ? . 4 9 0 . 4 9 2 . 0 8 7 0 . 5 1 0 9 0 . 3 7 7rE L1μ 提餾段： ??? . 4 9 0 . 4 8 0 1rE L2μ 精餾段實際板層數(shù) ： 6= 1 5 . 9 1 60 . 3 7 7NrN Er ? ? ?精 提餾段實際板層數(shù) ： 1 = ( 1 )= 0 . 5 0 6 422d F d FABx x x x m P a s????? ? ?Lμ= 39。 比熱容及汽化潛熱的計算 乙醇丙醇比熱容及汽化潛熱與溫度關系表 溫度 60 70 80 90 100 乙醇 汽化熱 比熱容 丙醇 汽化熱 比熱容 (1)、比熱容的計算（根據(jù)上表，利用插值法計算） 塔頂溫度 tD 下的比熱容（ ℃） 8 0 7 0 8 0 7 9 .5 83 .0 1 2 .8 8 3 .0 1pC??? 乙 醇 求得 Cp 乙醇 =()=() 同理求得 Cp 丙醇 =() 1 1 3 8 .2 3 0 .9 2 9 1 7 3 .6 5 1 4 0 .7 4 4p D p D p DC C x C x? ? ? ? ? ? ? ? ?乙 醇 丙 醇 （ ） （ ）KJ/() 同理分別求得進料溫度 tF=℃ Cp 乙醇 =() ????? ? ? ?= 39。水蒸氣易獲得、清潔、不易腐蝕加熱管，不但成本會相應降低，塔結構也不復雜。由于飽和水蒸汽冷凝時的傳熱系數(shù)很高，可以通過改變蒸汽壓力準確地控制加熱溫度。 吉林化工學院化工原理課程設計 6 第 2 章 工 藝 計 算 物料衡算 已知 F=100kmol/h, xF=, xD=, xW= 乙醇的摩爾質量 MA=46kg∕ kmol 丙醇的摩爾質量 MB=60kg∕ kmol 原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量 k mo lkgMXMXMk mo lkgMXMXMk mo lkgMXMXMBWAWWBDADDBFAFF/)1(/)1(/)1(?????????????????? 原料液 ： 100 /F kmol h? 總物料流量衡算 ： F D W?? 易揮發(fā)組分： F D WF x D x W x? ? ? ? ? 聯(lián)立求解得 ： hkmolW /? hkmolD /? 表 2— 1 物料衡算結果表 溫度（露點） 氣相組成關系式： 000BA ABppx ?? ? (1) 溫度 飽和蒸汽壓關系式（安托因方程）： 乙醇： t?? ? (2) 丙醇： t?? ? (3) 各層塔板壓力計算公式： 進料 塔頂出料 塔底出料 平均摩爾質量 /(kg/kmol) 摩爾分數(shù) / % 摩爾流量 /(kmol/h) 100 吉林化工學院化工原理課程設計 7 ? ?1A A B Ap p x p x? ? ? ? ? (4) 塔頂：已知乙醇的氣相組成 y為產品組成 ，操作壓力為常壓，則通過聯(lián)立（ 1）、（ 2）、 (3)可求得操作溫度及組分飽和蒸汽壓； 塔底：已 知乙醇組成 ，操作壓力經(jīng)初步計算為。因為塔頂冷凝器不易安裝，檢修和清理。 回流比的選擇 回流方式可分為重力回流和強制回流。但在一定的回流比條件下，塔底蒸汽回流液有稀釋作用，使理論板數(shù)增加，費用增加。泡點進料時，基于恒摩爾流假定，精餾段和提餾段上升蒸汽的摩爾流量相等，故精餾段和提餾段塔徑基本相等，制造上較為方便。 進料狀況的選擇 進料狀況一般有冷液進料，泡點進料。 總之，確定流程時要較全面，合理地兼顧設備，操作費用，操作控制及安全諸因素。 另外，為保持塔的操作穩(wěn)定性，流程中除用泵這節(jié)送入塔原料外也可以用高位槽送料，以免受泵操作波動的影響。間歇蒸餾具有操作靈活，適應性強等優(yōu)點，適合于小規(guī)模，多品種或多組分物系的初步分離。其缺點是小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。 篩板的優(yōu)點是結構簡單，造價低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產能力較大，氣體分散均勻，傳質效率較高。 篩板精餾塔是煉油、化工、石油化工等生產中廣泛 應用的汽液傳質設備。氣流噴射方向是水平的，液滴在垂直方向的初速度為零，液沫夾帶量很小。 ⑷ 舌形塔板 舌形塔板是為了防止過量液沫夾帶而設計的一種塔型，由舌孔噴出的氣流方向近于水平，產生的液滴幾乎不具有向上的初速度。這種結構不僅結構過于復雜，制造成本高，而且氣體通道曲折多變、干板壓降達、液泛氣速低、生產能力小。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。通過 對精餾塔的運算，可以得出精餾塔的各種設計如塔的工藝流程、生產操作條件及物性參數(shù)是合理的，各種接管尺寸是合理的，以保證精餾過程的順利進行并使效率盡可能的提高。此設計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設計過程，該設計方法被工程技術人員廣的采用。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產中中占有重要的地位。 吉林化工學院 化 工 原 理 課 程 設 計 題目 乙醇 丙醇二元物系篩板精餾塔設計 教 學 院 化學與制藥工程學院 專業(yè)班級 學生姓名 學生學號 指導教師 計海峰 2020 年 6 月 21 日 吉林化工學院化工原理課程設計 II 課程設計任務書 設計題目： 乙醇 丙醇二元物系篩板精餾塔設計 工藝操作條件 (1) 加料量為 : 100kmol/h (2) 加料狀態(tài)： 泡點進料 (3) 分離要求： 進 料 組 成 x= 餾出液組成 xd= 釜 液 組 成 xw= （以上均為摩爾分率） 加料熱狀況 q= (4) 操作壓力： 常壓 atmP 1? （絕壓），單板壓降≤ (5) 回流比 min( )RR?? 設計任務 ： （ 1） 完成該精餾塔的工藝設計，包括物料衡算、熱量衡算、篩板塔的設計計算。 吉林化工學院化工原理課程設計 III 目錄 摘 要 ....................................................................3 第一章 前言 .............................................6 精餾原理及其在工業(yè)生產中應用 ............................................6 精餾操作 對塔設備的要求 ..................................................6 常用板式塔類型及本設計的選型 ...........................................6 本設計所選塔的特性；； ...................................................6 第二章 流程的確定和說明 ..................................7 設計思路 ................................................................7 .......................................................7 操作壓力的選取 .......................................................7 加料狀態(tài)的選擇 .......................................................7 加熱方式 .............................................................7 回流比的選擇 .........................................................7 塔頂冷凝器的冷凝方式與冷卻介質的選擇 .................................7 流程說明圖 .............................................................7 第三章 精餾塔的設計計算 .................................8 物料衡算 ................................................................8 原料液及塔頂、塔底的平均摩爾質量 .....................................9 溫度計算 .............................................................9 密度計算 ............................................................10 表面張力計算 ........................................................12 黏度的求取 ..........................................................13 相對揮發(fā)度的求取： ..................................................13 塔板數(shù)的確定 ...........................................................14 回流比的確定 .......................................................14 汽液負荷計算： ......................................................14 理論塔層數(shù) NT的求取 .................................................14 實際板數(shù)的求取 ....................................................15 精餾塔主要工藝尺寸的設計計算 ...........................................16 氣液相體積流量記算 ..................................................16 塔徑計算與選擇 ......................................................17 吉林化工學院化工原理課程設計 IV 溢流裝置的計算 ......................................................19 塔板布置 ............................................................20 篩孔計算及其開孔率 ...................................................20 塔總體高度計算 .......................................................21 篩板的流體力學計算 ......................................................22 氣體通過篩板壓降相當?shù)囊褐叨?.......................................22