2.3物料衡算

原料处理量 F?20000000?107.383kmol/h

25.868?7200总物料衡算 107.383?D?W

乙醇物料衡算 107.383?0.281?0.839?D?xw?W

DxD?99% FxF联立解得 D?35.605kmol/h xw=0.004

W?71.778kmol/h

第三章 塔板数的确定

3.1理论板层数NT的求取

乙醇-水属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 查手册得乙醇-水物系的气液平衡数据，绘出x-y图， 求最小回流比及操作回流比。

采用作图法求最小回流比。在图3-1中对角线上，自点(0.28,0.28)作垂线ef即为进料线，

y1.210.80.6y0.40.2000.20.40.60.811.2

图3-1 乙醇-水物系的气液平衡图

4

该点与平衡线的交点坐标为

xq?0.28 yq?0.58

故最小回流比为

Rmin0.839?0.58==0.463

Rmin?10.839?0.28Rmin=0.862

取操作回流比为

R?2Rmin=2?0.862=1.724 求精馏塔的气液相负荷

L?RD?1.724?35.605?61.383kmol/h

V??R?1?D??1.724?1??35.605?96.988kmol/h

L'?L?F?61.383?107.383?168.766kmol/h

V'?V?96.988kmol/h

求操作线方程 精馏段操作线方程为

yn?1?xRxn?D?0.633xn?0.308 R?1R?1提馏段操作线方程

L'Wym?1?xm?'xw?1.74xm?0.003

V'V图解法求理论板层数

采用图解法求理论板层数，如图3-2所示。求解结果为

5

y1.210.80.6y0.40.2000.20.40.60.811.2

图3-2 图解法求理论板数

总理论板层数 NT?15（包括再沸器） 进料板位置 NF?12

精馏段的理论板数11 提馏段的理论板数3

3.2实际板层数的求取

相对挥发度的计算：

6

xF?0.281

0.3?0.25?0.30.281 得：yF?0.567 ?0.57?50.551?0.F575y?F?yF1?yF0.5671?0.567/=/=3.351 xF1-xF0.2811?0.281xD?0.839

0.8?50.80?0.850.839 得：yD?0.847 ?0.85?50.820?0.D855y?D?yD1?yD0.8471?0.847/=/=1.062 xD1-xD0.8391?0.8390.01?0.110.?010.004 得：yW?0.044

0.?11yWxW?0.004

?W?yW1?yW0.0441?0.044/=/=11.460 xW1-xW0.0041?0.004精馏段相对挥发度：?1=1.062?3.351?1.886 提馏段相对挥发度：?2=11.460?3.351?6.197 粘度的计算见下第4章第3小节 精馏段液相平均粘度为

?Lm?(0.405?0.275)/2?0.340mPa?s

提馏段液相平均粘度为

?Lm?(0.275?0.200)/2?0.238mPa?s

实际塔板数

精馏段：ET?0.49?1.886?0.34??0.245?0.546 NP?NT11??21 ET0.546提馏段: ET'?0.49?6.197?0.238??0.245?0.446 NP'?NT3??7 ET'0.446全塔所需实际塔板数：NP总?NP?NP'?1?21?7?1?29块 全塔效率：ET?NT15=?100%=51.7% NP总29加料板位置在第22块塔板

7

第四章 精馏塔的工艺条件计算

4.1操作压力及温度计算

塔顶操作压力 PD?10.1 3?4?10.53kPa每层塔板压降 ?P?0.7kPa

进料板压力 pF?105.3?0.7?21?120kpa 精馏段平均压力 pm??105.?31/2?20?塔釜操作压力 PW?105.3?9提馏段平均压力 Pm??(124.? 1k1p2.a65 1k2p4.a1k2p2a.

2?80.?7120)?/2依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中乙醇，水的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。计算结果如下：

?t?78.5C 塔顶温度 D塔釜温度 tw?99.26?C

?t?83.10C F进料板温度

精馏段平均温度 tm??78.5?83.1?/2?80.8?C 提镏段平均温度 tm'??99.26?83.10?/2?91.18?C

4.2平均摩尔质量及密度计算

塔顶平均摩尔质量计算 由xD?0.839,见图3-2得

yD?0.847

MLDm?0.839?46?(1?0.839)?18?41.492kg/kmol MVDm?0.847?46?(1?0.847)?18?41.716kg/kmol

进料板平均摩尔质量

xF?0.281 yF?0.567

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