乙醇水精馏塔设计.docx

三、设计内容：(1) 精馏塔的物料衡算；(2) 塔板数的确定：(3) 精馏塔的工艺条件及有关物件数据的计算；(4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；(5) 塔板主要工艺尺寸的计算；(6) 塔板的流体力学验算：(7) 塔板负荷性能图；(8) 精馏塔顶温度 tD =℃
进料板温度 tF = 84 .0℃
℃
平均摩尔质量的计算由XD=y1=，查平衡曲线得：X1 塔顶液相的平均摩尔质量： MVDm×46 +(1-)× MLDm= ×46 +(1- )× 18 = kg/kmol 进料板的摩尔质量，由图解理论板得 yF =
由平衡曲线得：XF =
MVFm×46+（1-）× MLFm×46 +(1-) ×18 = 25kg/kmol 平均摩尔质量： MVm=( + )/2= kg/kmol 平均密度计算气相平均密度计算ρvm = Pm * MVm / R * Tm = * * ( + )= kg/m3液相平均密度计算塔顶TD=78℃查手册ρ水= 973 kg/ m3, ρ乙醇 = kg/m3进料TF=82℃查手册ρ水= 969 kg/ m3, ρ乙醇 = kg/m3塔顶密度 ρLDH= 1/[XD/ρA + (1-XD)/ ρB] = kg/ m3进料板的液相质量分数： ɑA= XF*MA/[XF*MA+(1-XF)MB进料板的液相密度:ρLDM= 1/[ɑA /ρA + (1-ɑA)/ ρB]= kg/ 液体平均表面张力的计算塔顶表面平均张力由T=78℃查手册得：σ水=, σ乙醇
σlDm=18××进料板的表面张力由T=84℃查手册得：σ水×103N/m,σ乙醇= ×103N/mσlFm××精馏段的液相平均表面张力σLM35 塔径和塔高的计算 塔径的计算
精馏塔的气，液体体积流率为VS= m3/sLs= m3/s
由umax=
查图表
取板间距HT= 板上液层高度hL查《化工原理课程设计》P105图5-1得：C20 C = C20 * Umax = C = m/，则空塔气速为：
塔截面积为：=*
实际空塔气速为：
精馏塔有效高度的计算
精馏段的有效高度Z精=（N精-1）HT=(23-1)× = m
提馏段的有效高度Z提=（N提-1）HT=（6-1）× = 2m在进料板的上方开人孔其高度为φ=,故精馏段的有效高度为：Z= Z精+ Z提+=︽11m
6. 塔板主要工艺尺寸的计算 溢流装置的计算：因塔径和流体量适中，选取单溢流弓形降管。
⑴堰长
取
⑵溢流堰高度
由 选用平直堰，堰上液层高度
取板上清液层高度
故m
⑶ 弓形降液管宽度和截面积 由查《化工原理课程设计》P112图5-7得
故
液体在降液管停留的时间，即
故降液管设计合理。⑷降液管底隙高度
取 m/s，则
故降液管底隙高度设计合理
⑴边缘宽度的确定，查《化工原理课程设计》P114 取，所以开孔的面积
代入式中解得：=
⑵筛孔的计算
筛孔的孔径，
孔中心距 t为
筛孔的数目为
开孔率为 =％
气体通过阀孔的气速为： m/s
7. 塔板流动性能的校核
液沫夹带的校核液沫夹带量ev，即
代入得：
故设计中液沫夹带量ev在允许范围内。
塔板压降
⑴干板阻力h0可计算如下：
查《化工原理课程设计》图5-10，得代入
故 m液柱
⑵气体通过液层阻力
由
查《化工原理课程设计》图5-11，得代入得： m液柱⑶液体表面张力的阻力
气体通过每层板的液柱高度
△p= 降液管液泛校核降液管中的清夜柱高度Hd≦
因为乙醇-水为不易起泡物系，取
故 m液柱。
故不会产生降液管液泛。 取漏液点气速 为阀孔动能因子时相应的值，则 m/s稳定系数k= ,故不会产生严重漏液。8. 塔板负荷