【正文】 塔總高： ? ?0 . 4 5 ( 2 5 1 ) 0 . 8 0 . 4 5 3 2 1 . 2 ( 0 . 2 2 5 0 . 0 2 5 ) 1 8 . 3 0LHH H H H H H m?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?封裙 頂增 底 1 . 5 2 接管 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、 T 型進(jìn)料管。u 可取 F0=5 的相應(yīng)孔流氣速 ： 精餾段： 00115 4 . 8 5 /1 . 0 6 3VFu m s?? ? ? ? 01011 1 . 6 4 2 . 4 0 / 1 . 5 /4 . 8 5uK m s m su? ? ? ?? ，故不會發(fā)生嚴(yán)重漏液。 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 0409402 班 22 / 42 提留段 (1)單層氣體通過塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?2 ? (2)液體通過液體降液管的壓頭損失 2 222 0 3 3 8 9Sd WLh lh?? ??? ? ??? ??????? ⑶ 板上液層高度 mhL ? 則 22 0 . 0 6 7 6 0 . 0 5 0 . 0 0 2 4 0 . 1 2 0d p L dH h h h m? ? ? ? ? ? ? 取 ，已選定 ? ? 則 ? ? ? ?0 . 5 * 0 . 0 3 0 . 4 5 0 . 2 4WTh H m? ? ? ? ? 可見 所以符合防止淹塔的要求。 s, μ 醇 =因為被加熱到泡點，混合物中既有氣相混合物，又有液相混合物，這時候原料混合物就分開了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。 (4) 篩板塔盤也有溢流堰和降液管。其中主要包括板式塔和填料塔，而板式塔的塔板類型主要有泡罩塔板、浮閥塔板、篩板塔板、舌形塔板、網(wǎng)孔塔板、垂直塔板等等 ,本次課程設(shè)計是 篩板 塔。 《化學(xué)工程設(shè)計手冊》；上、下冊 。在此 我選用連續(xù)精餾篩板塔。 工科大學(xué)生應(yīng)具有較高的綜合能力，解決實際生產(chǎn)問題的能力，課程設(shè)計是 一次讓我們接觸實際生產(chǎn)的良好機會，我們應(yīng)充分利用這樣的時機認(rèn)真去對待每一項任務(wù)，為將來打下一個穩(wěn)固的基礎(chǔ)。 冷凝器→塔頂產(chǎn)品冷卻器→乙醇儲罐→乙醇 ↑回流↓ 原料→原料罐→原料預(yù)熱器→精餾塔 ↑回流↓ 再沸器← → 塔底產(chǎn)品冷卻器→水的儲罐→水 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 0409402 班 8 / 42 第三章 塔板的工藝計算 精餾塔全塔物料衡算 F:進(jìn)料量 (kmol/s) XF:原料組成 D:塔頂產(chǎn)品流量 (kmol/s) XD:塔頂組成 W:塔底殘液流量 (kmol/s) XW:塔底組成 XF= = XD= = Xw= = 總物料衡算 F=D+W 易揮發(fā)組分物料衡算 F XF=D XD+W XW 日生產(chǎn)能力（處理）D800000002 0 . 4 9 5 0 5 3 0 0 2 4 3 6 0 . 1 5 0 6 k m l s00 o/mF MT ?? ? ???? 聯(lián)立以上三式得 F=D=W= 乙醇和水的物性參數(shù)計算 溫度 常壓下乙醇 — 水氣液平衡組成與溫度的關(guān)系 溫度 T℃ 液相中乙醇的摩爾分率 % 氣相中乙醇的摩爾分 率 % 100 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 0409402 班 9 / 42 利用表中數(shù)據(jù)由內(nèi)差可求得 tF tD tW ① tF : ?? （ ） + tF =℃ ② tD: ?? （ ） + tD =℃ ③ tW: ?? （ ） + tW =℃ ④ 精餾段平均溫度 :1t = 2df tt? = 2 ? =℃ ⑤ 提留段平均溫度 : 2t = 2wf tt? = 2 ? =℃ 密度 已知 :混合液密度 :BBAAlaa ??? ??1 混合氣密度 :0 TPMPTV ?? 塔頂溫度 : tD=℃ 氣相組成 yD: 8 9 4 )( ????? yD=% 進(jìn)料溫度 : tF=℃ 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 0409402 班 10 / 42 氣相組成 yF: )( ????? yF=% 塔底組成 : tW=℃ 氣相組成 yw: )( ????? yw= % (1)精餾段 液相組成 x1: %%% ????? FD xxx 氣相組成 y1: % 2 2 5 0 7 ???y 所以 1 46 0. 26 31 18 ( 1 0. 26 31 ) 25 .3 66 8 /LM g m ol? ? ? ? ? ? 1 4 6 0 .5 8 4 1 1 8 ( 1 0 .5 8 4 1 ) 3 4 .3 5 4 8 /VM g m o l? ? ? ? ? ? (2)提留段 液相組成 x2: % ??? FW xxx 氣相組成 y2: % ???y 所以 2 4 6 0 . 0 5 4 1 1 1 8 ( 1 0 . 0 5 4 1 1 ) 1 9 . 5 1 5 0 8 /LM g m o l? ? ? ? ? ? 2 4 6 0 .4 2 8 2 1 8 ( 1 0 .4 2 8 2 ) 2 9 .9 9 /VM g m o l? ? ? ? ? ? 由不同溫度下乙醇和水的密度 ,內(nèi)差法求 tF tD tW下的乙醇和水的密度 溫度 T,℃ 70 80 90 100 110 A? ,KG/M3 B? ,KG/M3 tF=℃ ? ? ? ? 1 0. 25 1 0. 2573 2. 18 6 96 6. 64F? ??? 6 kg /F m? ? tD=℃ ? ? 3/ mkgWD ?? 1 4 1 474 3 97 7D? ??? /D kg m? ? tW=℃ ? ? 39 6 4 .8 2 /wW kg m? ? 1 0 .0 0 1 1 0 .0 0 17 2 9 .2 1 9 6 4 .8 2W? ??? /W kg m? ? 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 0409402 班 11 / 42 所以 31 9 0 8 . 4 6 7 6 2 . 3 3 8 3 5 . 4 0 /22FDL k g m??? ??? ? ? 32 9 0 8 . 4 6 9 4 0 . 5 1 9 2 4 . 4 8 /22FWL k g m??? ??? ? ? 3000 . 1 2 0 3 1 0 1 . 3 ( 4 6 0 . 0 8 9 1 8 0 . 9 1 1 )0 . 1 2 0 3 0 . 6 9 1 /2 2 . 4 8 8 . 2 9 2 7 3 . 1 5VF M P T M P k g mP T T? ? ? ? ?? ? ? ?? 30 . 1 2 0 3 ( 4 1 0 1 . 3 ) ( 4 6 0 . 7 7 8 8 1 8 0 . 2 2 1 2 ) 1 . 4 3 5 /7 8 . 2 1 2 7 3 . 1 5VD k g m? ? ? ? ? ? ??? ? 30 . 1 2 0 3 1 0 1 . 3 ( 4 6 0 . 0 3 2 9 1 8 0 . 9 6 7 1 ) 0 . 6 3 4 /9 0 . 7 1 2 7 3 . 1 5VW k g m? ? ? ? ? ?? 31 0 . 6 9 1 1 . 4 3 5 1 . 0 6 3 /22V F V DV k g m??? ? ?? ? ? 32 0 . 6 9 1 0 . 6 3 4 0 . 6 6 2 5 /22V F V WV k g m??? ? ?? ? ? 4 6 ( 1 ) 1 8 3 9 . 8 0 /L D D DM x x k g k m o l? ? ? ? ? ? 4 6 ( 1 ) 1 8 2 0 . 4 7 /L F F FM x x k g k m o l? ? ? ? ? ? 46 ( 1 ) 18 18 .9 2 /LW W WM x x k g k m ol? ? ? ? ? ? 1 3 9 .8 0 2 0 .4 7 3 0 .1 3 5 /22L D L FL MMM k g k m o l??? ? ? 2 1 8 . 9 2 2 0 . 4 7 1 9 . 7 0 /22L w L FL MMM k g k m o l??? ? ? 4 6 ( 1 ) 1 8 4 0 . 6 1 /v D D DM y y k g k m o l? ? ? ? ? ? 4 6 ( 1 ) 1 8 2 9 . 8 3 /v F F FM y y k g k m o l? ? ? ? ? ? 4 6 ( 1 ) 1 8 2 4 .3 6 /v W W WM y y k g k m o l? ? ? ? ? ? 1 4 0 .6 1 2 9 .8 3 3 5 .2 2 /22v D v Fv MMM k g k m o l??? ? ? 2 2 4 . 3 6 2 9 . 8 3 2 7 . 1 0 /22v w v Fv MMM k g k m o l??? ? ? 混合液體表面張力 46 6 1 . 7 97 4 4 . 4 3CCD CDmV m l?? ? ? 46 6 3 . 0 87 2 9 . 2 1CCW CWmV m l? ? ? 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 0409402 班 12 / 42 46 6 2 . 8 27 3 2 . 1 8 6CCF CFmV m l?? ? ? 18 1 8 . 6 69 6 4 . 6 4WWF WFmV m l?? ? ? mlmV WDWWD ??? ? 18 1 8 . 6 69 6 4 . 8 2WWW WWmV m l?? ? ? 由內(nèi)差法求得在 tF tD tW下的乙醇和水的表面張力 乙醇表面張力： 水表面張力 溫度， ℃ 0 20 40 60 80 100 σ， m N/m 乙醇表面張力 σ CF= 水表面張力 σ wF=塔頂表面張力 444 0. 14 62 .9 9 0. 77 88 17 .3 0D? ? ? ? ? σ D=原料表面張力 444 0. 88 5 61 .7 4 0. 08 9 16 .6 8F? ? ? ? ? σ F=塔底表面張力 444 0 . 9 9 9 6 5 8 . 6 5 0 . 0 3 2 9 1 6 . 1 3w? ? ? ? ? σ w=(1)精餾段的平均表面張力 σ 1=(+)/2=(2)提餾段的平均表面張力：σ 2=（ +） /2= 相對揮發(fā)度 由 xF=% yF=% 得0 . 5 8 4 16 . 5 6 2 9 20 . 0 8 9 1 4 . 3 7 5 61 0 . 5 8 4 1 0 . 4 5 6 5 3 11 0 . 0 8 9Fa ? ? ??? 由 xD=% yD=% 得 1 0 .8 0 7 5 1 0 .7 7 8 8Da ? ? ??? 由 xW=% yw=% 得0 . 2 2 7 36 . 9 0 8 1 4 60 . 0 3 2 9 4 . 1 3 8 61 0 . 2 2 7 3 0 . 8 0 4 0 5 81 0 . 0 3 2 9aw ? ? ??? (1)精餾段的平均相對揮發(fā)度 ? ? ? ? 提 餾 段的平均相對揮發(fā)度 ? ? ? ? 溫度， ℃ 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 σ， m N/m 18 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 0409402 班 13 / 42 混合物的粘度 1t =℃ 查表，得μ 水 = 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 0409402 班 15 / 42 第四章 塔體的主要工藝尺寸計算 塔體主要尺寸確定 塔徑的初步計算 氣液相體積流量計算 （ 1）精餾段 質(zhì)量流量： 11 3 0 .1 3 5 0 .0 1 9 1 1 0 .6 7 3 /LL M L k g s? ? ? ? 11 3 5 . 0 2 0 . 0 2 8 8 3 0 1 . 0 1 /V VV M k g s? ? ? ? 體積流量：11 4 31 76 9 10 /83