化工原理课程设计甲醇水二元物料板式精溜塔.doc

化工原理课程设计甲醇水二元物料板式精溜塔
化工原理课程设计甲醇水二元物料板式精溜塔
化工原理课程设计甲醇水二元物料板式精溜塔
 
 
化工原理教研室
化工原理课程设计
设计题目：甲醇-——--—水二元物料板知识，来解决实际化工问题的能力,做到能独立进行化工设计初步训练，为以后从事设计工作打下坚实的基础。
关键字：精馏 浮阀　溢流
３. 设计计算
3。１设计方案的确定
本设计任务为分离甲醇—水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程.
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设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升的蒸汽采用全冷凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小,故采用最小回流比的2倍。塔釜采用直接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。

3．２。１原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
甲醇的摩尔质量 　MA=32 kg／ｋmol
水的摩尔质量 　　 MB=１8 kg／kmol
xF=　 xD=０．95 　 ｘW=
．２原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
MF=0。4８×３２　+(1－0。48)×18　＝２4．72kg/ｋｍoｌ
MD=×32+(1－)×18＝／kmｏｌ
MW=０．0２×32+(１－）×18=18．２8kｇ/ｋmｏｌ
３。２．3物料衡算
原料处理量　 F=１17kmｏl/h
总物料衡算　117=Ｄ+W
甲醇的物料衡算ＦxＦ=ＤxD＋Wxw
联立求解 　 D＝5７。8７kmoｌ／ｈ
　 　 　 　　 W=５9．13ｋmｏｌ/h
３．3塔板数的确定
3。3．１理论板层数NT的求取
甲醇—水属理想物系,可采用图解法求理论板数
3。。１由手册查得甲醇-水物系的气液平衡数据，绘出ｘ—y图，
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　 　　　 　 　　 　 　 图　1 图解法求理论板层数
。１。2求最小回流比及操作回流比．
采用图解法求最小回流比。在图中对角线上ｅ（0。342,０。342）作垂线eｆ即为进料线（ｑ线)，该线与平衡线的交点坐标为
ye＝０。7８， xe＝０。48
故最小回流比为ｘＤ
Ｒｍin==0。57
取Ｒ＝2Ｒｍｉn=2×０。６3＝
3．、液相负荷
Ｌ=RＤ=×57。87＝6５．97kmol/h 　
V＝(R＋１）Ｄ=(+１）×=123。84kmoｌ/h
L′=Ｌ＋F ＝1８2．９７kｍｏl／ｈ
V′＝ V ＝123。８４ｋmｏl/ｈ
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。1。4求操作线方程
精馏段操作线方程为
ｙｎ＋1=xｎ＋　 　　 　yｎ+１=0．５33xn＋
提馏段操作线方程
yn+1=xn—ｘW 　 yn+1=1。477xn-０。0095

采用图解法求理论板层数，
总理论板层数 　NT=8 　
进料板位置　 NＦ=４
3。3。2实际板层数的求取
。
查数据手册可得到μ再算出а
EＴ＝（μLа)-0．２4５×100%=%
３。3。
精馏段实际板层数　 Ｎ精＝4／＝≈１0
提馏段实际板层数 N提=３。５／０。419＝9。5≈１0
３．4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算
以精馏段为例进行计算。

塔顶操作压力　　　　 　PD=100ｋPａ
每层塔板压降　 　 △Ｐ=0．7kPａ
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进料板压力 　 　PＦ＝100＋×9=107kPa
精馏段平均压力　 　Pm=(１00+107)/2=１03。5kPa