设计一台分离甲-乙醇板式精馏塔.doc

《化工原理》课程设计报告 题 目：：精馏塔一、设计题目： 2.精馏塔的工艺计算 2.1精馏塔的物料衡算 2.1.1物料衡算： 甲醇的摩尔质量：MA =32.04kg/kmol 乙醇的摩尔质量：MB =46.07kg/kmol　 馏出液的平均摩尔质量 MF=32.04*46.07/（0.79*46.07+0.21*32.04）=34.23 kmol/h 馏出液流量：D=100000*1000/(7200*34.23)=433.22kmol/h 料液中甲醇的摩尔分数：xF =0.79*46.07/（0.21*32.04+0.79*46.07）））1=PA/PB=101.3/57.43=1.764 T=351.6K时, PA=168.2KPa , PB=101.3KPa . 2=PA/PB=168.2/101.3=1.66 则 ==1.71 2.2塔板数的确定 2.2.1理论板层数的求算 (1)平衡线方程的求算 汽液相平衡方程式： (2)q线方程 进料状态由五种，即过冷液体进料（q1),饱和液体进料（q＝1），气液混合进料（1q0)和过热蒸汽进料(q0)，本设计选用的为泡点进料，故q=1。 最小回流比 xp=xF=0.8440 , yp=1.71xF/(1+0.71xF) 由两式得：yp=0.9025 , Rmin=(xD-yp)/(yp-xp)=1.65 R=(1.1~2.0)Rmin=2.5 精馏段液相流量：L=RD=2.5×433.22=1083.05kmol/h 精馏段气相流量：V=L+D=1083.05+433.22=1516.27kmol/h 精馏段操作线方程：y=0.714x+0.285 提馏段液相流量：L=L+ q*F=1083.05+1×515.51=1598.56kmol/h 提馏段气相流量：V=V+ (q-1) *F=1516.27mol/h 汽相回流比：R=V/=18.4 提馏段操作线方程：y=1.05x-0.0015 (4)理论塔板数的确定 先交替使用相平衡方程和精馏段操作线方程计算如下： y1=xD=0.9989→x1=0.998 y2=0.998→x2=0.997 y3=0.997→x3=0.995 y4=0.995→x4=0.991 y5=0.993→x5=0.988 y6=0.990→x6=0.983 y7=0.987→x7=0.978 y8=0.983→x8=0.971 y9=0.978→x9=0.963 y10=0.972→x10=0.953 y11=0.965→x11=0.942 y12=0.957→x12=0.924 y13=0.945→x13=0.909 y14=0.934→x14=0.892 y15=0.921→x15=0.872 y16=0.908→x16=0.852 y17=0.893→x17=0.830﹤xF 交替由相平衡方程和提馏段操作线方程计算如下： Y18=0.857→x18=0.778 y19=0.802→x19=0.703 y20=0.723→x20=0.604 y21=0.619→x21=0.487 y22=0.496→x22=0.365 y23=0.368→x23=0.254 y24=0.252→x24=0.165 y25=0.158→x25=0.099 y26=0.089→x26=0.054 y27=0.042→x27=0.025﹤xW 故理论板为27块，精馏板为16块，第17块为进料板。 2.2.2 精馏塔实际塔板数与全塔效率的计算 板效率ET利用奥康尔的经验公式计算，其中α为塔顶与塔底的平均温度下的相对挥发度，为塔顶与塔底的平均温度下的相对液体粘度mPa.s。 对于多组分的相对液体黏度其中为液态组分i的液相黏度; x为液态组分i的摩尔分数。 =0.844*0.306+0.156*0.508= 0.3375(t=70℃) ， =1.71 ， 0.56， 实际塔板数N实=N理/ET=48 2.3 塔的工艺条件及物性数据计算 2.3.1 混合液的平均摩尔质量计算 进料板的甲醇的摩尔分数为：x=0.844 y=0.9247 =0.9247*32.04+(1-0.9247)*46.07=33.10kg/kmol =0.844*