【文章內(nèi)容簡介】 ?? ，根據(jù)上文求出的數(shù)據(jù)可得： 塔頂： ?D? 塔底： ?F? 進料板： ?F? 平均相對揮發(fā)度： ?? )(3 ?FWD ??? 回流比的確定 最小回流比 min DqqqxyR yx?? ? (5) )1(1 ????? FFFe xxxy ?? (6) （ 5），（ 6）聯(lián)立得： ?qx ?qy 代入式（ 5）可以求得： m in ????R 取操作回流比 m in ?? RR 熱量衡算 加熱介質(zhì)的選擇 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 8 常用的介質(zhì)有飽和 水蒸汽和煙道氣。飽和水是一種應(yīng)用最廣的加熱劑。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。燃料燃燒所排放的煙道氣溫可達 100～ 1000℃，適用于高溫加熱。煙道氣的缺點是比熱容及傳熱系數(shù)很低，加熱溫度控制困難。本設(shè)計采用 300kPa(溫度 ℃ )的飽和水蒸氣作為加熱物質(zhì)。水蒸氣易獲得、清潔、不易腐蝕加熱管，不但成本會相應(yīng)降低，塔結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜。 冷卻劑的選擇 常用的冷卻劑是水和空氣，應(yīng)因地制宜地加以選用。本設(shè)計建廠吉林地區(qū)，吉林夏季最熱月份日平均氣溫為 25℃。故 選用 25℃的冷凝水，選溫升 10℃，即冷卻水的出口溫度為 35℃。 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(guān)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（ ℃） pC????? 7080 求得 CpD =()=同理求得 CpD=KK m o lKJxCxCC DPDPPD ??????????? / 3 90 5 6 89 4 3 7)1( 同理分別求得進料溫度 tF= Cp乙醇 =KJ/ kKm olKJxxCxxCC FWPAFWPBPF ???????? ? /)21( 2 塔底溫度 tW= Cp 乙醇 =KK m o lKJC pW ?? / 7 5 (2)、汽化潛熱的計算（方法與次熱熔的算法相同） KgKJrKgKJrCtBAD//???? KgKJrKgKJrCtBAF//???? KgKJrKgKJrCtBAW//???? ① 0℃時塔頂上升的熱量： Qv，塔頂以 0℃為基準 （ hK m o lRDLhK m o lDRV /9 0 6 4,/9 6 0 9)1( ?????? ） 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 9 hKJMrVtCVQ VDDDPDV / 2 0 1 6 9 7)( ???????? ② 回流液的熱量： Qr ,tD=℃ 此溫度下 kK mo lKJC PR ?? /5 1 3 9 Qr=L PRC tR==③ 塔頂流出液的熱量： DQ 因為塔頂流出液與回流液組成相同 PDC = KJ/h K m o lKJtCDQ DPDD / 9 7 3 9 ????? ④ 進料的熱量： QF hKJtCFQ FP F DF / 4 2 6 8 8 ????? ⑤ 塔底殘液的熱量： WQ hKJtCWQ FFW / 2 8 3 4 ????? ⑥ 冷凝器消耗的熱量： CQ hKJ DRVC / 8 8 3 8 3 9 7 8 2 0 4 6 2 0 1 6 9 7 ??????? ⑦ 再沸器提供的熱量： BQ （全塔范圍內(nèi)列衡算式）塔釜熱損失為 10%，則 Q損 = B F C W DQ Q Q Q Q Q? ? ? ? ? 損 再沸器的實際熱負荷： hKJQ FDWCB / 8 8 2 6 6 4 2 6 8 8 9 7 3 9 5 2 8 3 4 8 8 8 3 ????????? 計算得 QB=⑧ 熱量衡算計算結(jié)果： 項目 進料 冷凝器 塔頂溜出液 塔底殘液 再沸 器 平均比熱容KJ/ _ _ 熱量Q/(KJ/h) 6536319.8 理論塔板數(shù)的計算 、液相負荷 hK mo lFqVVhK mo lqFLLhK mo lDRVhK mo lRDL/)1(39。/39。/)()1(/???????????????? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 10 精餾段操作線方程 111 DRy x xRR???? ，代入數(shù)據(jù)得： 2 03 85 ?? xy （ 8） 精餾段操作線方程 0 0 9 6 8 6 ?? xy （ 9） ?? ，則相平衡方程為 nnnnnnn xxyyyyx ,)1( ????? ?? ?? （ 10） 聯(lián)立（ 8）、（ 9）、（ 10） Yn1 xn1 yn xn yn+1 xn+1 在同一塔板上的計算運用相平衡方程，上下塔板間的計算，運用操作線方程 表 22 塔板物料數(shù)據(jù) 層數(shù) y 值 x 值 備注 1 塔頂 2 3 4 5 6 7 進料板 8 9 10 11 12 底層塔板 13 塔釜 （ 4） 實際板層數(shù)的求取 表 23 乙醇、正丙醇黏度表 物質(zhì) t/℃ 60 80 100 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 11 乙醇 正丙醇 精餾段平均溫度 t1=℃ sm P aAA ???????? 47 80100 ?? sm P aBB ???????? 80100 ?? 提餾段平均溫度 t1=℃ sm P aAA ???????? 41 80100 ?? sm P aAA ???????? 80100 ?? sm P axxxx DFBFDAL ??????? )21(21 ??? 精餾段粘度： 提餾段粘度： sm P axxxx WFBFWAL ??????? )21(22 ??? 板效率： 精餾段： ?? 7 0 0 1 1 3 2 4 4 ?????? LrE ?? 提餾段： ?? 5 1 9 5 4 2 2 ?????? LrE ?? 6EN rr ???? N 精餾段實際板層數(shù) ： 7EN rr ???? N 提餾段實際板層數(shù) ： （ 全塔所需總板數(shù)： 23149 ????? PWPDP NNN (不包括塔底再沸器 )） 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 12 全塔效率： %23 113%100 ????? NpNE rr 加料板位置在 51 6 ??塊板處 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 13 第 3 章 板式塔主要工藝尺寸的計算 塔的工藝條件 及物性數(shù)據(jù)計算 乙醇和丙醇物性數(shù)據(jù) 表 31 液相密度 溫度 t,℃ 70 80 90 100 110 ρ A,kg/m3 ρ B,kg/m3 表 32液體的表面張力σ 溫度 t,℃ 60 80 100 σ A,mN/m σ B,mN/m 表 33液體的粘度μ L 溫度 t,℃ 60 80 100 μ LA mPa μ LB mPa 塔頂 ?Dx ?Dy K m o lKgMyMyM BFAFV D M /)1( ???? K m o lKgMxMxM BDADL D M /)1( ???? 進料板 ?Fx ?Fy K m o lKgMyMyM BFAFV W M /)1( ???? K m o lKgMxMxM BFAFL W M /)1( ???? 塔釜 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 14 ?Wx ?Wy K m o lKgMxMxM BWAWV W M /)1( ???? K m o lKgMyMyM BWAWL W M /4 8 )1( ???? 精餾段 : K m o lKgMMM V F WV D MVM /)( ??? K m o lKgMMM L F WL D MLM /)( ??? 提餾段 k m olKgMMM Km olKgMMM L F ML D MLMV F MV D MVM /)(| /)(22 ??? ??? ： 液相平均密度 塔頂 CtD ?? ℃，通過內(nèi)差法： 333//7080/7080mkgmkgmkgDDBDBDADAD????????????????????????? 進料板 CtF ?? ℃ 333/)(/8090/8090mkgmkgmkgFFBFBFAFAF????????????????????????? 塔底出料： CtW ?? 333/)(/90100/90100mkgmkgmkgWWBWBWAWAW????????????????????????? 精餾段液相平均密度 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 15 9 2 4 02/)(1 ??? L F ML DMLM ??? 3kg/m 提餾段液相平均密度 1 8 3 42/)(1 ??? L F ML DMLM ??? 3/kg m 氣相平均密度 塔頂壓強： ?D 精餾段： k p aPk p aPMF ??????? 提鎦段： k p aPk p aPMW )123(???????? 有理想狀態(tài)方程計算，即 322311/)( /)( mkgRTMPmkgRTMPmVMmVMmVMmVM??? ?????? ????? 塔頂 CtD ?? ,用內(nèi)差法有： mmNxxmmNmmNBDAADAL DMBDBDADAD/)1(/ 6080/ 6080????????????????????????? 進料板 CtF ?? : mmNxxmmNmmNBFAAFAL F MBFBFAFAF/)1(/ 80100/ 80100????????????????????????? 進料板 CtW ?? : 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 16 mmNxxmmNmmNBWAAWAL W MBWBWAWAW/)1(/ 80100/ 80100????????????????????????? 精餾段平均表面張力 mmNLM / )(1 ???? 提餾段平均表面張力 mmNLM / )(2 ???? 摩爾流量 精餾段液相流量 : hmLsmLMLhk m o lRDLsmVVMVhk m o lDRVSLMLMSMVMS//3600//3600/)1(3131113111???????????????