【正文】 R、 Rmin、 Nmin 由經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，經(jīng)計(jì)算可得： 表 31 最優(yōu)回流比的確定 R X Y N N(R+1) 吉利蘭圖擬合公式： Y=+X=(RRm)/(R+1),Y=(NNm)/(N+2),費(fèi)用 =（ R+1)N 由上表可知， Ropt== 作出 經(jīng)濟(jì)核算圖 N(R+1)R，如 下圖所示： 圖 33 最優(yōu)回流比的確定 理論板層數(shù) N 的計(jì)算 由相平衡方程式1 ( 1)xy x??? ?? ( 1)( 1)yxxy? ?? ?可 得 根據(jù)乙醇水體系的相平衡數(shù)據(jù)可得： 1 ?? 1 9( )x ? 塔 頂 第 一 塊 板 ? 0 . 2 4 2 5 ( )fx ? 加 料 板 ? 0 .0 3 0 8 7( )wy ? 塔 釜 相對(duì)揮發(fā)度： 11111( 1 ) 0 . 8 0 8 1 ( 0 . 7 8 1 9 1 )= 1 . 1 7 4 6( 1 ) 0 . 7 8 1 9 ( 0 . 8 0 8 1 1 )yxxy? ? ????? ? ? ( 1 ) 0 . 5 4 9 6 ( 0 . 2 4 2 5 1 )= 3 . 8 1 1 7( 1 ) 0 . 2 4 2 5 ( 0 . 5 4 9 6 1 )fff ffyxxy? ? ????? ? ? ( 1 ) 0 . 0 3 0 8 7 ( 0 . 0 0 3 4 5 0 1 )= 9 . 2 0 1 0( 1 ) 0 . 0 0 3 4 5 0 ( 0 . 0 3 0 8 7 1 )wwyxxy? ? ????? ? ? 因此可以求得： 331f= 1 . 1 7 4 6 3 . 8 1 1 7 9 . 2 0 1 0 3 . 4 5 3 7w? ? ? ? ? ? ? ? 則最小理論板數(shù)： 圖解法求理論塔板數(shù)： 1 80 2611 Dn n nxRy x xRR? ? ? ? ???精 餾 段 操 作 線 方 程 11 66 29611n n w nFFR DDy x x xRR? ??? ? ? ???提 餾 段 操 作 線 方 程 精餾段操作線、提留段操作線、乙醇 水汽液相平衡線如下圖所示： 表 32 理論板數(shù)的確定 部分回流實(shí)驗(yàn) y x b 精 餾 段 操 作 線 y=+ 1 yq= 提 餾 段 操 作 線 y= 1 xq= 餾出液組成 xD= 釜液組成 xW = x y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 m in1l og1 l ogDWDWxxxxN?? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ????? 16 17 由圖可知：精餾段理論塔板數(shù) 11 塊，提留段理論塔板數(shù) 5 塊； 總的理論塔板數(shù) 16 塊，從第 12 塊板開(kāi)始加料。 以上三項(xiàng)原則在生產(chǎn)中都是同樣重要的。 保證安全生產(chǎn) 例如酒精屬易燃物料，不能讓其蒸汽彌漫車(chē)間，也不能使用容易發(fā)生火花的設(shè)備。又如冷卻水出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量，另方面也影響到所需傳熱面積的大小，即對(duì)操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)都有影響。 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備及基建費(fèi)用。計(jì)算傳熱面積和選取操作指標(biāo)時(shí)，也應(yīng)考慮到生產(chǎn)上的可能波動(dòng)。其次所定的設(shè)計(jì)方案需要有一定的操作彈性，各處流量應(yīng)能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，必要時(shí)傳熱量也可進(jìn)行調(diào)整。 確定設(shè)計(jì)方案的原則 確定設(shè)計(jì)方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學(xué)技術(shù)上的最新成就，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低消耗的原則。冷卻水出口溫度取得高些，冷卻劑的消耗可以減少，但同時(shí)溫度差較小，傳熱面積將增加。如果能用常溫水作冷卻劑，是最經(jīng)濟(jì)的。 冷卻裝置 冷卻劑的選擇由塔頂蒸汽溫度決定。 值得提及的是，采用直接蒸汽加熱時(shí)，加熱蒸汽的壓力要高于釜中的壓力，以便克服蒸汽噴出小孔的阻力及釜中液柱靜壓力。然而，直接蒸汽加熱，由于蒸汽的不斷通入，對(duì)塔底溶液起了稀釋作用，在塔底易揮發(fā)物損失量相同的情況下，塔底殘液中易揮發(fā)組分 的濃度應(yīng)較低，因而塔板數(shù)稍有增加。直接蒸汽加熱的優(yōu)點(diǎn)是：可以利用壓力較低的蒸汽加熱；在釜內(nèi)只須安裝鼓泡管，不須安置龐大的傳熱面。有時(shí)也可采用直接蒸汽加熱。此外，在泡點(diǎn)進(jìn) 料時(shí)，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設(shè)計(jì)和制造上提供了方便。 進(jìn)料狀態(tài) 進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。下面結(jié)合課程設(shè)計(jì)的需要，對(duì)某些問(wèn)題作些闡述。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。 板式塔為逐級(jí)接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類(lèi)繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動(dòng)舌形塔和浮動(dòng)噴射塔等多種。 板式塔類(lèi)型 氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類(lèi)。 實(shí)際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求，況且上述要求中有些也是互相矛盾的。 （ 5）耐腐蝕和不易堵塞，方便操作 、調(diào)節(jié)和檢修。對(duì)于減壓精餾操作，過(guò)大的壓力降還將使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。 （ 2）操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣 (汽 )、液負(fù)荷有較大范圍的變動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長(zhǎng)期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 精餾操作對(duì)塔設(shè)備的要求 精餾所進(jìn)行的是氣 (汽 )、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣 (汽 )、液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣 (汽 )、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。但是由于常用的多為其水溶液，因此，研究和改進(jìn)乙醇 `水體系的精餾設(shè)備是非常重要的。山東業(yè)已推出了推廣燃料乙醇的法規(guī)。因其良好的理化性能，而被廣泛地應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥等行業(yè)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握化工設(shè)計(jì)的基本程序和方法，并在查閱技術(shù)資料、選用公式和數(shù)據(jù)、用簡(jiǎn)潔文字和圖表表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果、制圖以及計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算等能力方面得到一次基本訓(xùn)練，在設(shè) 計(jì)過(guò)程中還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和實(shí)事求是、嚴(yán)肅負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)。 design 目錄 第一章 前言 ............................................................................................................................ 13 精餾操作對(duì)塔設(shè)備的要求 ........................................................................................ 13 板式塔類(lèi)型 ................................................................................................................ 13 第二章 設(shè)計(jì)方案的確定 ........................................................................................................ 15 操作條件的確定 ........................................................................................................ 15 操作溫度 ......................................................................................................... 15 加熱方式 ......................................................................................................... 15 冷卻裝置 ......................................................................................................... 15 確定設(shè)計(jì)方案的原則 ................................................................................................ 16 滿足工藝和操作的要求 ................................................................................. 16 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求 ......................................................................................... 16 保證安全生產(chǎn) ................................................................................................. 16 第三章 塔的工藝尺寸的計(jì)算 ................................................................................................ 17 精餾塔的物料衡算 .................................................................................................... 17 摩爾分率 ......................................................................................................... 17 平均摩爾質(zhì)量 ................................................................................................. 17 物料衡算 ......................................................................................................... 17 塔板數(shù)的確定 ............................................................................................................ 18 最小回流比及操作回流比計(jì)算： ................................................................. 18 理論板層數(shù) N 的計(jì)算 .................................................................................... 20 圖解法求理論塔板數(shù)： ................................................................................. 21 實(shí)際板層數(shù)的 求?。? ...........................................