【導讀】年產(chǎn)3萬噸酒精工藝設計

　　

【正文】 . 5 8 9 . 0 9 3 . 6 1 8 9 . 0: 0 . 2 3 3 70 . 1 7 0 0 . 3 8 9 0 . 3 8 9yy y????氣 相 組 成 ， 3. 相對揮發(fā)度 精餾段揮發(fā)度：由 ? ， ? 得 ? ， ? 20 0 . 5 4 2 2 0 . 7 7 0 6 3 . 9 80 . 4 5 7 8 0 . 2 2 9 4ABBAyxyx? ?? ? ??所 以 ： （ 44） 提餾段揮發(fā)度：由 39。 ? ， 39。 ? 得 39。 ? ， 39。 ? 39。39。39。39。39。 0 . 2 3 3 7 0 . 9 6 5 6 8 . 5 60 . 7 6 6 3 0 . 0 3 4 4ABBAyxyx? ?? ? ??所 以 ： 精餾段 已知： ?? ， sm ??? 所以： )3 6 4 ( ???? ? 4 7 ??? TTP ENN 精 （ 45） 故 ： 16NP ?精 塊 提餾段 已知： 39。 ?? ， sm P ??? 所以： )( 2 39。 ???? ? 8 19ENN T39。 T39。P ????提 故： 21NP ?提 塊 全塔所需實際塔板數(shù)： 372116NNN PPP ????? 提精 塊 全塔效率： %%1 0 037 116NNE PTT ????? 加料板位置在第 17塊塔板。 精餾塔操作工藝條件及相關物性數(shù)據(jù)的計算 Pm 21 取每層塔板壓降為 KPa 精餾塔塔頂?shù)膲毫?4 KPa(表壓 ) 塔頂： PD=+4= 加料板： PF=+?16= KPa 塔底： PW=+6?= KPa 精餾段平均壓力 Pm1=（ +） /2= KPa 提餾段平均壓力 Pm2=（ +） /2= KPa 溫度 由上述計算知 精餾段平均溫度 為 ℃ 提餾段平均溫度 為 ℃ 已知：混合液密度：BBAALaa1 ????? （ a為質(zhì)量分數(shù)， ? 為平均相對分子質(zhì)量 ） (46) 混合氣密度：mmv RTMP ??? (47) 1 ?精 餾 段 ： ℃ 由上述計算知精餾段液相組成 x1=% 氣相組成 y1=% k m o l/)( 1L ?????? k m o l/)( 1V ?????? 2 ?提 餾 段 ： ℃ 由上述計算知提餾段液相組成 x2=% 氣相組成 y2=% 所以 k m o l/)( 2L ?????? k m o l/)2 3 3 (182 3 3 2V ?????? 22 表 不同溫度下乙醇和水的密度 溫度 /℃ )mkg/( 3c ??? )mkg/( 3w ??? 80 85 90 95 100 735 730 724 720 716 971． 8 968． 6 965． 3 961． 85 958． 4 由上表可得出不同溫度下水和乙醇的密度（單位： 3mkg ?? ）。 1 ? ℃ 8085 ? ???? 乙?, 3m/??乙 8 8085 ?? ???? 水, 3m/??水 同理： 2 ? ℃ ， 3, m/?? 乙 3, m/?? 水 在精餾段：液相密度： ? ?? ? 7 0 4 3 2 3 2 2 2 9 2 9 1L????????? , 31L m/?? 汽相密度： 3mm1v m/ MP ??? ???? ）（ 在提餾段：液相密度： ? ?? ? 2L????????? , 32L m/?? 23 汽相密度： 3mm2v m/ MP ??? ???? ）（ 二元有機物 水溶液表面張力可用下列公式計算 公式： 4/100S4/1WSW4/1m ??????? (48) 注：00WWWWW VxVx Vx ??? ， 00WW000 VxVx Vx ??? SSWSW Vx?? ， S00S0S VVx?? ?B lg(0wq??), ?????? ??????????? 3/2WW3/200 VqVTq4 4 QBA ?? , ???????????0S2SWlgA , 10SSW ???? 式中，下角標 w、 o、 s 分別代表水，有機物及表面部分； Wx 、 0x 指主體部分的分子數(shù)； WV 、 0V 指主體部分的分子體積； W? 、 0? 為純水、有機物的表面張力；對乙醇 q=2 1 ?精 餾 段 ： ℃ 表 不同溫度下乙醇和水的表面張力 溫度 /℃ 乙醇表面張力 /（ 13 mN10 ?? ? ） 水表面張力 /（ 13 mN10 ?? ? ） 70 18 80 90 100 24 mo l/ 5 118mV 3wwm ???? mo l/ 46mV 3ooo ???? 9 0 8 0 1 6 . 2 1 7 . 1 5 1 6 . 8 8 59 0 8 2 . 7 9 1 6 . 2 ???????? 乙 醇乙 醇乙 醇 表 面 張 力 ： 得 ： 9 0 8 0 9 0 8 2 . 7 9 6 2 . 0 7 06 0 . 7 6 2 . 6 6 0 . 7 ???? ?? 水水水 表 面 張 力 ： 得 ： ? ?? ?? ?? ? )()(VxVXVxVx1)VXVx(Vx)Vx(2oowwoo2wooowwoo2wwo2w?????? ?????????? 因為 xD=, 所以 xW== )lg(B ow2 ????? 3/23/23/2ww3/2oo???????? ????????????? ??????? ?????? 聯(lián)立方程組 ???????????sc2swlgA， 1scsw ???? 代入求得 ?? ， ?? 4/14/14/1m 8 8 4 7 7 ????? ， ?? 2 ?提 餾 段 ： ℃ m o l/ 3 618mV 339。ww39。w ???? mo l/ 1 46mV 339。oo39。o ???? 25 39。1 0 0 9 0 1 0 0 9 3 . 6 11 5 . 2 1 6 . 2 1 5 . 2 ???? 乙 醇乙 醇 表 面 張 力 ：， 39。 ??乙醇 39。1 0 0 9 0 1 0 0 9 3 . 6 15 8 . 8 6 0 . 7 5 8 . 8 ???? 水水 表 面 張 力 ：， 39。 ??水 ? ? ) 34 65 ( 34 )0 34 (2o2w ?????? ????? 因為 39。D ? 所以 9 6 5 3 4 39。W ??? )lg(Bow239。 ????? 3/23/239。 ???????? ??????? 3 1 2 39。39。39。 ?????? 聯(lián)立 方程組 ??????????? sc39。2sw39。39。 lgA ， 1sc39。sw2 ???? 代入求得 39。 ?? ， 39。 ?? , ?? 的粘度 ℃ ? ， 查表得： 39。 ??? 水 ， ???醇 ℃ ? ， 查表得： 39。 ??? 水 ， 39。 ??? 醇 精餾段粘度： ）（水醇 111 x1x ?????? sm P a3 6 3 )2 2 9 (3 4 3 2 9 3 ???????? 提餾段粘度： ）（水醇 222 x1x ?????? sm P a3 0 0 )0 3 4 ( 3 4 ???????? 6. 相對揮發(fā)度 精餾段揮發(fā)度 ?? 提餾段揮發(fā)度 39。?? 26 精餾段： 液體回流摩爾流率 L=RD=?= kmol/h 汽相摩爾流率 V=(R+1)D=(+1)?= 已知： kmol/ 1L ? ， kmol/ 1V ? kmo l/ ?? ， kmo l/ ?? 則有質(zhì)量流量： L1 =ML1L=?= kg/h V1 =MV1V=?= kg/h 體積流量： LS1= s/ 5 13 6 0 0 3 7 3 1ρ3 6 0 0L 33L11 ????? Lh1=LS1?3600= h/m3 VS1=V1/(3600ρ V1)=(3600?)= s/m3 Vh1=3600VS1=15840 h/m3 提餾段：因本設計 為飽和液體進料，所以 1q? ,L =L+qF=+1?= ,V =V+(q1)F= 已知： k m o l/ m o l/ 2V2L ?? ， kmo l/ ?? ， kmo l/ ?? 則有質(zhì)量流量： L2=ML2 39。L = h/ ?? V2=MV2V’ = h/ 19 ?? 體積流量： LS2= s/ 3 63 6 0 0 9 5 2 23 6 0 0L 332L2 ?????? 27 Lh2=3600LS2= h/m3 VS2= s/ 33600 V 3V2 2 ???? Vh2=3600VS2=13932 h/m3 塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算 塔徑 取板間距： HT= 及板上液層高度 hL= 則 HT hL = 由 ??~ maxu （ ） u (49) VVLm a x Cu ? ???? (410) 式中 C 可由史密斯關聯(lián)圖查出： 由 橫坐標數(shù)值： ) ( )(VL 2/132/11V1L1S1S ??????? ?及 HT hL = 查圖可 知 ? ， 負荷因子： C= 0 8 )20 (0 8 )20(C 20 ???? 泛點氣速： s/ 3V VLm a x ????? ????? 操作氣速： s/ 3m a x1 ?????? 精餾段的塔徑： 11S1T ???? ， 圓整取 橫截面積： 221TT )2D(A ????? 此時的操作 氣速： s/ 39。 T1S1 ???? 28 取板間距： HT2= 及板上 液層高度 hL2= 則 HT2 hL2 = 橫坐標數(shù)值： ) ( )(sVL 2/132/12V2L22S ??????? ? 查圖可知， ? 負荷因子： C= 0 8 )20 (0 8 )20(C 20 ???? 泛點氣速： s/ 39。 39。39。C39。 3V VLm a x ????? ????? 操作氣速： s/ 3m a x1 ?????? 塔徑： 22S2T ???? 圓整： 2m 橫截面積： 22TT )2D(39。A ????? 空塔氣速： s/ 39。AV39。 T2S2 ???? 塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設計與計算 （ 1） 堰長 wl 取 Tw ???? （ 2） 出口堰高 wh ：本設計采用平直堰，堰上液高度 [18]how按下式算