【正文】 Td=℃時 BDBD ?? ????? ? 6086 = Tw=℃時 BWBW ?? ????? ? 80100 = μ D=+()= μ F=+()= μ w=+()= 所以，精餾段的平均粘度 μ （ 1） = 2 FD ?? ? = 提餾段的平均粘度 μ （ 2） = 2 FW ?? ? = ： а i=yixixiyi ???11 由 xF＝ yF= 得 а F= ??? = 由 xD＝ yD= 得 9 6 9 3 3 9 6 ????D? = 由 xw＝ yW= 得 吉林化工學院化 工原理課程設(shè)計 ????W? = 精餾段相對揮發(fā)度：α 1=（α F+α D） /2= 提留段相對揮發(fā)度：α 2=（α F+α W） /2= 全塔相對揮發(fā)度 :α = WDF ??? = 塔板數(shù)的確定 回流比的確定 本設(shè)計為泡點進料 q=1 由 11Fqxyxqq???? ①； 221 ( 1)xy x??? ?? ② 可得 Xq=XF= 代入平衡線方程 得 yq= 最小回流比： 4 3 5 7 5 3 in ?????? xqyq yqxR D= 回流比選?。? m inR = R（ ） 本設(shè)計回流比選取 R=== 由于 in ???R RR 故先用捷算法試求理論板數(shù) 由 q=1, 經(jīng)化簡得 Nmin= )] )( g [ (lg )]1)(1l g [ ( ????? ? w wDD x xxx =≈ 5（塊） 查吉利蘭圖 得 in ???N NN 所以 N=≈ 9(塊 )（不含再沸器） 汽液負荷計算： 吉林化工學院化 工原理課程設(shè)計 L=RD=?= V=(R+1)D=(+1)?=100kmol/h L39。 查表 11 ① tF: ② 8 6 0 2 ??????? tFtF℃ ② tD： ??????? tDtD℃ ③ tW： ..0 ?????? ? tWtW℃ ④ 精餾段平均溫度 ： t1=（ tF+ tD） /2 =℃ ⑤ 提留段平均溫度 ： t2=（ tF+ tW） /2 =℃ 原料液塔頂、塔底的氣液相組成及平均摩爾流量 進料溫度 tF =℃ 吉林化工學院化 工原理課程設(shè)計 氣相組成 yF ： 91 .60 0 88 .32 0 91 .60 0 90 .00 4= 39 50 39 10 0y F??? yF=% 塔頂溫度 tD =℃ 氣相組成 yD： 790768 =100y 1 ?? yD=% 塔底溫度 tW =℃ 氣相組成 yW: 97 .16 0 97 .10 7 97 .16 0 93 .85 0=0 10 0y 0 40w??? yW=% ⑴精餾段 液相組成 1x ： FD1 x + x 0 .9 0 2 0 .2 8 222x ??? 1x =% 氣相組成 1y : FD1 y + y 0 .9 4 9 0 .4 4 2y 22??? 1y =% 所以 ML1 =46?+60?()= kg/kmol ML2 =46?+60?()= ⑵提留段 液相組成 2x ： 2 ( +x )2wFxx ? 2x =% 氣相組成 2y ： 2 ( +y )2wFyy ? 2y =% 所以 ML1 =46?+60?()= kg/kmol ML2=46?+60?()= 密度計算 求在 tF， tD， tW。 吉林化工學院化 工原理課程設(shè)計 流程說明圖 塔頂出料 D組成 xD 回流 L 進料 F 組成 xF 塔釜出料 W組成 xW 乙醇 丙醇連續(xù)篩板式精餾塔的設(shè)計圖 第三章 精餾塔的設(shè)計計算 設(shè)計一連續(xù) 式 篩板 式 精餾塔以分離乙醇 — 丙醇 具體工藝參數(shù)如下： 原料加料量 F＝ 100kmol/h 進料組成 xF＝ 餾出液組成 xD＝ 釜液組成 xw＝ 塔頂壓力 p＝ 100kpa 單板壓降 ≤ kPa 精餾段全塔 物料衡算 原料液及塔頂塔底產(chǎn)品的摩爾分率及質(zhì)量分數(shù) 吉林化工學院化 工原理課程設(shè)計 乙醇的摩爾質(zhì)量 MA=46kg/kmol 丙醇的摩爾質(zhì)量 MA=60kg/kmol xF＝ xD＝ xw＝ 原料液及塔頂、 塔底的 摩爾流 量 (1)摩爾衡算： F=100kmol/h 總物料衡算： F=D+W 即 100= D+W ① 輕組分 物料衡算： 即 100 =D +W ② 由①②得： D=。對于小流量、小塔徑的實驗操作，多采用單溢流篩板塔。合理的設(shè)計和適當?shù)牟僮骱Y板塔能滿足要求的操作彈性，而且效率高，采用篩板可解決堵塞問題，且能適當控制漏夜及液泛現(xiàn)象。 塔頂冷卻介質(zhì)采用自來水，方便、實惠、經(jīng)濟。 回流比的選擇 選擇回流比，主要從經(jīng)濟觀點出發(fā)，力求使設(shè)備費用和操作費用之和最低。 加料狀態(tài)的選擇 為氣液混合物泡點進料 加熱方式 本設(shè)計采用直接蒸汽加熱。 吉林化工學院化 工原理課程設(shè)計 第二章 流程的確定和說明 設(shè)計思路 精餾方式的選定 本設(shè)計采用連續(xù)精餾操作方式，其特點是：連續(xù)精餾過程是一個連續(xù)定態(tài)過程，耗能小于間歇精餾過程，易得純度高的產(chǎn)品。液體通過降液管從一層篩板流入下一層篩板。從總體上看，篩板塔的液相流動是呈逆流的，氣體從下而上，液體從上而下。在工程設(shè)計中還要依賴于實驗數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和經(jīng)驗判別。最早出現(xiàn)的是 MD篩板，四十多年來， MD篩板已在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛推廣應(yīng)用，近二十年來，多降液管篩板的型式又出現(xiàn)了很多種，如我國浙江工業(yè)大學開發(fā)的 DJ 塔板系列。但單溢流不能承受大液量，也不適用于大塔徑。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前歐美許多國家工業(yè)應(yīng)用的板式塔中， 60％以上的內(nèi)件都是篩板式及其改進型，國內(nèi)在運行的板式塔中篩板型也占很大比例。近百年來，對篩板的流體力學和傳質(zhì)性能的研究已取得很大進展，因而篩板的設(shè)計法已漸趨成熟。本設(shè)計采用篩孔塔板。由這些設(shè)備、儀表等構(gòu)成精餾過程的生產(chǎn)系統(tǒng)，即本次所設(shè)計的精餾裝置。該過程是同時進行傳熱、傳質(zhì)的過程。 吉林化工學院化 工原理課程設(shè)計 目錄 任務(wù)書 ……………………………………………… … ………… ………… ……… 2 摘 要 . ………………………………………… … ……………… ………… …… 3 第一章 前言 …………………………………… … …………………… ………… 6 精餾原理及其在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用 ……………………………………………… 6 精餾操作對塔設(shè)備的要求 …………………………… …………………… …… 6 . 常用板式塔類型及本設(shè)計的選型 ………………………………… ……………… 6 ． 本設(shè)計所選塔的特性 . ……………………………………………………… 6 第二章 流程的確定和說明 …… … …………………………… ………… ……… 7 設(shè)計思路 ………………………………………………………… ………… … 7 精餾方式的選定 ………… … ……………………………………………… … 7 操作壓力的選取 ………… … ……………………………………………… … 7 加料狀態(tài)的選擇 …………… … ………………………………………… …… 7 加熱方式 .………………… … ……………………………………… ……… 7 回流比的選擇 ………………… … …………………………………… ……… 7 塔頂冷凝器的冷凝方式與冷卻介質(zhì)的選擇 …… … ……………………………… 7 流程說明圖 ………………………… … ……………………………… ………… 8 第三章 精餾塔的設(shè)計計算 …………… … ……………………………………… … 8 物料衡算 ……………………………………… ………………… ………… … 8 原料液 塔頂、塔底 摩爾質(zhì)量 …………………… …………………… ……… … 9 溫度計算 ………………………………………………………… ………… … 9 原料液塔頂、塔底的氣液相組成及 平均摩爾質(zhì)量 ……………………………… 9 密度計算 ………………………………………………………… …………… 10 表面張力計算 ………………………………………………………… ……… 13 ………………………………………………………… ……… … 14 . 相對揮發(fā)度的求取 ………………………………………………………… … 15 塔板數(shù)的確定 ………………………………………………………… ……… 16 回流比的確定 ………………………………………………………… ……… 16 汽液負荷計算 ……………………………………………………… … … …… 16