乙醇-水板式精馏塔课程设计(3)

板式精馏塔的设计

由《石油化工基础数据手册》第493页得下表

表4 乙醇黏度-温度关系 温度/℃ 黏度/mPa·s 80 0.495 90 0.406 100 0.361

表5 水黏度-温度关系

温度/℃ 黏度/mPa·s 80 0.3565 81 0.3521 82 0.3478 90 0.3165 91 .03130 92 0.3095 93 0.3060 4.6.1精馏段的计算90?8080.47?80?0.406?0.495?乙醇1-0.495解得：?乙醇1?0.4908mPa?s81?8080.47?80?0.3521?0.3565?水1-0.3565解得：?水1?0.3544mPa?s所以精馏段粘度?L1??乙醇1x1??水（）11-x1?0.4908?0.4164?0.3544?（1-0.4164）?0.4112mPa?s4.6.2提馏段的计算100?9091.205?90?0.361?0.406?乙醇2-0.406解得：?乙醇1?0.4006mPa?s

92?9191.205?91?0.3095?0.3130?水2-0.3130解得：?水1?0.3123mPa?s所以精馏段粘度?L1??乙醇2x2??水（21-x2）

?0.4006?0.05402?0.3123?（1-0.054）02?0.317m1Pa?s4.7相对挥发度的计算

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4.7.1精馏段相对挥发度的计算由于xA1?0.4164,yA1?0.6178得xB1?1?xA1?0.5836yB1?1?yA1?0.3822则相对挥发度yA1xA1xB1yA10.5836?0.6178?1????2.633yB1yB1xA10.3822?0.4164xB14.7。2提馏段相对挥发度的计算由于xA2?0.05402,yA2?0.3148得xB2?1?xA2?0.9460yB2?1?yA2?0.6825则相对挥发度yA20.9460?0.3148xA2xB2yA2?2????8.046yB2yB2xA20.6825?0.05402xB2

4.8气液相体积流量计算

泡点进料，q?1；

查《化工工艺设计手册》（上册 第二版）第2-379页得乙醇~水溶液体系的平衡数据

表6 乙醇~水溶液体系的平衡数据 液相中乙醇的含量(摩尔分数) 0.0 0.004 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.14 0.18 0.20 0.25 汽相中乙醇的含量(摩尔分数) 0.0 0.053 0.11 0.175 0.273 0.34 0.392 0.43 0.482 0.513 0.525 0.551 液相中乙醇的含量(摩尔分数) 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.894 0.90 汽相中乙醇的含量(摩尔分数) 0.614 0.635 0.657 0.678 0.698 0.725 0.755 0.785 0.82 0.855 0.894 0.898 -12错误！未指定书签。错误！未指定书签。-

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0.30 0.35 0.575 0.595

有图1，过点?xD,xD?做乙醇-水相平衡曲线的切线。由图得此切线的斜率为

0.95 1.0 0.942 1.0 xD?yeRmin?Rmin?1xD?xe0.8386?0.3185?0.8386?0 ?0.6202解得Rmin?1.633

塔顶相对挥发度的计算：

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由图1可查得yD?0.848yF?0.549yW?0.01557塔顶相对挥发度yD0.8480.8386??1.074(1?0.848)(1?0.8386)?D?xDxByB塔底相对挥发度yW?W?xWxByB0.015570.001175??13.44(1?0.01557)(1?0.001175)全塔平均相对挥发度??-??D?W???1.074?13.44??3.799??x??1-xWD??log???1-x??x?D??W???-log?????????

Nmin??0.8386??1?0.001175??log????????1?0.8386??0.001175?????log3.799?6.288

采用图解法求取最小理论板数为12块。图形见附图。 4.8.1最优回流比的确定 查《化学工程手册》（第二版上卷）第13-56页得吉利兰经验关联图的关联式

其中：??N?Nmin??1?54.?4??????1?1?ex?p???0.5??

N?1?117.???2?????11R?Rmin R?1用计算机做数值解，得出回流比与理论板数的关系

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板式精馏塔的设计

图2 回流比与理论板数的关系

根据R与?R?1?N作图3 回流比R与?R?1?N关系曲线

由图形可知，当回流比R取2.65时，曲线出现极小值点。则回流比确定为2.65。

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