【正文】 容易冷凝，故使用全凝器，用水冷凝?？傊?，確定流程時要較全面，合理地兼顧設(shè)備，操作費(fèi)用，操作控制及安全諸因素。一般地，除熱明性物系，凡通過常壓蒸餾能夠?qū)崿F(xiàn)分離要求，并能用江河水或循環(huán)水將餾出物冷凝下來的物系，都能采用常壓蒸餾；對敏性物系或者混合物泡點(diǎn)過高的物系，則宜采用減壓蒸餾；對常壓下餾出物冷凝溫度過低的物系，需提高塔壓或者采用深井水，冷凍鹽水作為冷卻劑；而常壓下呈氣態(tài)的物系必須采用加壓蒸餾。 進(jìn)料狀況的選擇進(jìn)料狀況一般有冷液進(jìn)料，泡點(diǎn)進(jìn)料。采用泡點(diǎn)進(jìn)料不僅對穩(wěn)定操作較為方便，且不受季節(jié)溫度影響。泡點(diǎn)進(jìn)料時，基于恒摩爾流假定，精餾段和提餾段上升蒸汽的摩爾流量相等，故精餾段和提餾段塔徑基本相等，制造上較為方便。直接蒸汽加熱直接由塔底進(jìn)入塔內(nèi)。但在一定的回流比條件下，塔底蒸汽回流液有稀釋作用，使理論板數(shù)增加，費(fèi)用增加。上升蒸汽回流下來的冷液進(jìn)行傳質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是釜液部分汽化，維持原來的濃度，以減少理論塔板數(shù)，其缺點(diǎn)是增加加熱裝置。 回流比的選擇回流方式可分為重力回流和強(qiáng)制回流。其優(yōu)點(diǎn)是回流冷凝器無需支持結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是回流冷凝器回流控制較困難。因?yàn)樗斃淠鞑灰装惭b，檢修和清理。由于本次設(shè)計為小型塔，故采用重力回流。第 2 章 工 藝 計 算 物料衡算已知 F=100kmol/h, xF=, xD=, xW=乙醇的摩爾質(zhì)量 MA=46kg∕kmol丙醇的摩爾質(zhì)量 MB=60kg∕kmol 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量原料液 ：總物料流量衡算：易揮發(fā)組分：聯(lián)立求解得 ： 表2—1物料衡算結(jié)果表進(jìn)料塔頂出料塔底出料平均摩爾質(zhì)量/(kg/kmol) 摩爾分?jǐn)?shù)/ %摩爾流量/(kmol/h)100 溫度（露點(diǎn)）氣相組成關(guān)系式： (1)溫度飽和蒸汽壓關(guān)系式（安托因方程）：乙醇： (2)丙醇： (3)各層塔板壓力計算公式： (4)塔頂：，操作壓力為常壓，則通過聯(lián)立（1）、（2）、(3)可求得操作溫度及組分飽和蒸汽壓；塔底：，操作壓力經(jīng)初步計算為。（計算過程使用excel軟件進(jìn)行迭代計算）結(jié)果如下：塔頂： 塔底： 進(jìn)料： 平均相對揮發(fā)度，根據(jù)上文求出的數(shù)據(jù)可得：塔頂： 塔底：進(jìn)料板：平均相對揮發(fā)度： 回流比的確定 最小回流比 (5) (7)（6），（7）聯(lián)立得： 代入式（5）可以求得： 取操作回流比 加熱介質(zhì)的選擇常用的介質(zhì)有飽和水蒸汽和煙道氣。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(zhǔn)確地控制加熱溫度。煙道氣的缺點(diǎn)是比熱容及傳熱系數(shù)很低，加熱溫度控制困難。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。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℃。 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60708090100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（℃） 求得Cp乙醇 =()=()同理求得Cp丙醇=() KJ/()同理分別求得進(jìn)料溫度tF=℃ Cp乙醇=() 塔底溫度tW=℃ Cp乙醇=(KJ/) Cp丙醇=(KJ/) KJ/()(2)、汽化潛熱的計算（方法與比熱熔的算法相同） ①0℃時塔頂上升的熱量：Qv，塔頂以0℃為基準(zhǔn)（）②回流液的熱量：Qr ,tD=℃此溫度下 QR=L tR==③塔頂流出液的熱量： 因?yàn)樗斄鞒鲆号c回流液組成相同= KJ/（Kmol） ④進(jìn)料的熱量：QF ⑤塔底殘液的熱量： ⑥冷凝器消耗的熱量： ⑦再沸器提供的熱量： （全塔范圍內(nèi)列衡算式）塔釜熱損失為10%，則=再沸器的實(shí)際熱負(fù)荷：計算得QB=⑧熱量衡算計算結(jié)果：項目進(jìn)料冷凝器塔頂溜出液塔底殘液再沸器平均比熱容KJ/160886__熱量Q/(KJ/h) 理論塔板數(shù)的計算、液相負(fù)荷 精餾段操作線方程 ，代入數(shù)據(jù)得： （8）精餾段操作線方程，代入數(shù)據(jù)得： （9）=，則相平衡方程為 （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(yùn)用相平衡方程，上下塔板間的計算，運(yùn)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 進(jìn)料板　7　8　9 10 11　12　13 底層塔板　14塔釜?。?） 實(shí)際板層數(shù)的求取表23乙醇、正丙醇黏度表物質(zhì)t/℃6080100乙醇正丙醇 精餾段平均溫度t1= 提餾段平均溫度t1=℃精餾段粘度： 　提餾段粘度： 板效率：精餾段：　　提餾段： 　精餾段實(shí)際板層數(shù) ： 提餾段實(shí)際板層數(shù) ：全塔所需總板數(shù)： (不包括塔底再沸器) 全塔效率： 加料板位置在第 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,℃708090100110ρA,kg/m3ρB,kg/m3表32液體的表面張力σ溫度t,℃6080100σA,mN/mσB,mN/m表33液體的粘度μL溫度t,℃6080100μLA mPaμLB mPa 塔頂 進(jìn)料板 塔釜 精餾段提餾段：液相平均密度塔頂 ℃，通過內(nèi)差法：進(jìn)料板 ℃ 進(jìn)料板 ℃精餾段液相平均密度提餾段液相平均密度氣相平均密度塔頂壓強(qiáng)：精餾段：提鎦段：有理想狀態(tài)方程計算，即 塔頂℃,用內(nèi)差法有：進(jìn)料板 ℃ :進(jìn)料板 ℃:精餾段平均表面張力提餾段平均表面張力摩爾流量 精餾段液相流量:提餾段液相流量: 精餾塔的塔體工藝尺寸計算取板間距HT=, 板上液層高度hL=, 則查史密斯關(guān)聯(lián)圖得C20=，則空塔氣速為按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后D= 。精餾段塔截面積為精餾段有效高度為提餾段有效高度為在進(jìn)料板上方開一個人孔，故精餾塔的有效高