【正文】 首先計算出液相中的乙醇和水在各進出料口溫度下的摩爾體積。 ① 塔頂溫度 ： tD = ℃ 此溫度下水密度為 ρWD： 80 ??79 ? 80 ?? ， ?? = ?? ???WD 乙醇密度為 ρCD： 80 ??70 ??80 ??， ?? = 735 ??746 735 ???CD 液相密度為 ρD： 1 ???D aD ?CD ??1??aD ?WD ???? ??1 ? ， 可得 ρD= kg/m3。 化工傳 質(zhì) 與分 離 過程 課 程 設(shè) 計 乙醇 —— 水精 餾 塔設(shè)計 天津 大 學(xué) 16 C0 W0 p x p x C p W 實 際 板 數(shù) 的 計算 精餾 段 實際塔板數(shù) N 精 = 23/ = ≈48 層 提餾 段 實際塔板數(shù) N 提 = 5/ = ≈11 層 進 料 溫 度 的 計算 進料溫度 tF 的計算與 塔 頂溫度 tD 的計算過程大致相同。則實際塔板 數(shù) 為 Np = NT/ET = 28/ = 56。 根據(jù)上面的計算結(jié)果 ， 塔體內(nèi)需要 28 塊理論板才能滿足分離要求 。計算 過 程如下。 1 y (, ) 0 0xW 1 x 圖 1 最 小 回 流 比 計 算圖 q = ， xq = xF = ， yq = ， xD = ， x ?y ? R ????D q ? ?? min y ??x ?? q q R = = = 精餾段操作線方程為： y ? R x ??R ?1 xD R ?1 ?? ?? 提餾段 操 作線 方 程 可 以根 據(jù) 精 餾段 操 作 線 與 q 線 交 點 ( ， )和 點 (， 0)這兩點 坐 標確定， y = x 。精餾裝置 有 精餾塔、原料預(yù)熱器 、 冷凝器、釜液冷卻器 和 產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。在 估 算出塔徑后，還應(yīng)按 塔 徑系列標準進行圓整 ， 并進行流體力 學(xué)驗算。結(jié)合設(shè)計任務(wù)要求，確定其塔釜加熱方式為蒸汽直接加熱。 加 壓精餾可提高平衡溫 度 ，有利于塔頂蒸汽冷 凝 熱的利用，或可以使 用 較便宜的冷 卻 劑，減少冷凝和冷卻 費 用。一般來講，板式 塔 的空塔速度較高，因 而 生產(chǎn)能力較大，塔板 效 率穩(wěn)定，操作 彈性大，且造價低，檢修、清洗方便，因而在工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛?；?質(zhì) 與分 離 過程 課 程 設(shè) 計 乙醇 —— 水精 餾 塔設(shè)計 天 津 大學(xué) 1 目 錄 1 目錄 ................................................................................................................................. 1 2 設(shè)計任務(wù)書 ..................................................................................................................... 4 3 設(shè)計方案的確定及流程說明 ......................................................................................... 5 塔的類型選擇 ...................................................................................................... 5 塔板類型的選擇 .................................................................................................. 5 塔壓確定 .............................................................................................................. 5 進料熱狀況的選擇 .............................................................................................. 5 塔釜加熱方式的確定 .......................................................................................... 5 塔頂冷凝方式 ...................................................................................................... 6 塔板溢流形式 ...................................................................................................... 6 塔徑的選取 .......................................................................................................... 6 適宜回流比的選取 .............................................................................................. 6 操作流程 ............................................................................................................ 6 4 塔的工藝設(shè)計 ................................................................................................................. 7 精餾塔全塔物料濃度計算： .............................................................................. 7 理論板的計算 ...................................................................................................... 7 最小回流比的計算 ................................................................................... 7 理論板數(shù)的計算 ....................................................................................... 8 塔板效率的計算 ..................................................................................... 13 塔頂?shù)臏囟? tD 的計算 ................................................................. 13 塔底的溫度 tW 和總板效率 ET 的計算 ...................................... 14 實際板數(shù)的計算 ..................................................................................... 16 進料溫度的計算 ..................................................................................... 16 平均參數(shù)的計算 ................................................................................................ 17 全塔物料衡算 ......................................................................................... 17 平均溫度的計算 ..................................................................................... 17 平均壓力的計算 ..................................................................................... 17 化工傳 質(zhì) 與分 離 過程 課 程 設(shè) 計 乙醇 —— 水精 餾 塔設(shè)計 天津 大 學(xué) 2 氣液兩相平均密度的計算 ..................................................................... 18 氣液相組成的計算 ...................................................................... 18 各液相平均密度的計算 .............................................................. 19 平均相對分子量的計算 .............................................................. 20 各氣相平均密度的計算 .............................................................. 21 平均表面張力的計算 ............................................................................. 22 氣液兩相平均體積流率的計算 ............................................................. 25 塔徑的初步設(shè)計 ................................................................................................ 26 精餾段塔徑的計算 ................................................................................. 26 提餾段塔徑的計算 ................................................................................. 27 塔高的設(shè)計計算 ................................................................................................ 28 5 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................................................................... 30 溢流裝置計算 .................................................................................................... 30 塔板及浮閥設(shè)計 ................................................................................................ 31 塔板的結(jié)構(gòu)尺寸 ..................................................................................... 31 浮閥數(shù)目及排列 ..................................................................................... 32 精餾段浮閥數(shù)目及排列 ......