第二章 绪论
§2.1 设计方案
本设计任务为分离乙醇-水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。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。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
图2-1 流程图
§2.2 选塔依据
筛板塔是现今应用最广泛的一种塔型，设计比较成熟，具体优点如下： （1）结构简单、金属耗量少、造价低廉. （2）气体压降小、板上液面落差也较小.
（3）塔板效率较高.
改进的大孔筛板能提高气速和生产能力，且不易堵塞塞孔
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§2.3 设计思路
1、精馏方式的选定 2、操作压力的选取 3、加料状态的选择 4、加热方式的选择 5、回流比的选择 6、冷凝方式及介质选择
7、塔的选择
图2-2 设计思路
1、本设计采用连续精馏操作方式。 2、常压操作。 3、泡点进料。
4、间接蒸汽加热。
5、选R=(1.1-2.0)Rmin。 6、塔顶选用全凝器。
7、选用筛板塔，其突出优点是结构简单，造价低，制造方便；生产能力
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第三章 塔板的工艺设计
§3.1 精馏塔全塔物料衡算
F：进料量（kmol/s） xF：原料组成（摩尔分数，下同） D：塔顶产品流量（kmol/s） xD：塔顶组成 W：塔底残液流量（kmol/s） xW：塔底组成
原料乙醇组成：xF?20/46?8.91?20/46?80/1893/46塔顶组成： xD??83.87?93/46?7/180.3/46塔底组成： xW??0.1176?0.3/46?99.7/1820?104?103?0.2/46??1?0.2?/18????0.342koml/s进料量： F=20万吨/年=330?24?3600物料衡算式为：F=D+W FxF?DxD?WxW联立代入求解：D=0.0358kmol/s, w=0.30621kmol/s
§3.2 常压下乙醇-水气液平衡组成与温度关系
温度 液相组成 气相组成 温度 液相组成 气相组成 温度 液相组成 气相组成 ℃ x/% y/% 100 0 0 95.5 1.90 17.00 89.0 7.21 38.91 86.7 9.66 43.75 85.3 12.38 47.04 84.1 16.61 50.89 ℃ x/% y/% 82.7 23.37 54.45 82.3 26.08 55.80 81.5 32.73 59.26 80.0 39.65 61.22 79.8 50.97 65.64 79.7 51.98 65.99 ℃ x/% y/% 79.3 57.32 68.41 78.74 67.63 73.85 78.41 74.72 78.15 78.15 89.43 89.43 1．温度
利用表中数据用插值法求得
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tF89.0－86.7tF－89.0：= tF=87.41℃ 7.21－9.668.91?7.2178.15－78.41tD－78.15 tD：= tD=78.25℃
89.43－74.7283.87?89.41 tW：
100－95.5tW－100= tW=99.72℃
0－1.900.1176－0
tF?tD87.41＋78.25精馏段平均温度 t1===82.83℃
22提馏段平均温度
2．密度
已知：混合液密度 依式 对分子质量）
混合汽密度 依式 ?v?塔顶温度：tD=78.25℃ 气相组成：
78.41?78.1578.25?78.15? yD=85.09％
78.15?89.43100yD?89.43t2=
tF?tw87.41?99.72?=93.57℃ 221?L=
?aAA??aBB（a为质量分数，M为平均相
T0pM22.4T?0
进料温度：tF=87.41℃ 气相组成：
89.0?86.789.0?87.41? yF=42.26％
38.91?43.7538.91?100yF塔府温度：tw=99.72℃ 气相组成：
100?95.5100?99.72?
0?17.000?100ywyw=1.06％
① 精馏段： 液相组成x1：x1??xD?xF?/2 x1?46.39?
气相组成y1：y1??yD?yF?/2 y1?1.06?
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所以
ML1?46?0.4639?18??1?0.4639??33.99kg/kmolMV1?46?0.6368?18??1?0.6368??35.83kg/kmol
②提馏段 液相组成x2：x2气相组成y2：y2所以
??xw?xF?/2 x2?4.51?
??yw?yF?/2
y2?21.66?
ML2?46?0.451?18??1?0.0451??19.26kg/kmolMV2?46?0.2166?18??1?0.2166??24.06kg/kmol表3-2 不同温度下乙醇和水的密度 ：
温度/℃ 80 85 90 ?c/?kg?m?3? ?w/?kg?m?3? 735 730 724 971.8 968.6 965.3 温度/℃ 95 100 ?c/?kg?m?3? ?w/?kg?m?3? 720 716 3961.85 958.4 求得在与下的乙醇和水的密度（单位：kg/m）
tD?87.41?C 90?8590?87.41? ?CF?727.11kg/m3
724?730724??CF90?8590?87.41? ?WF?727.11kg/m3
965.3?968.6965.3??WF1?FtF?78.25?C ?0.21?0.12? ?F ?907.15kg/m3
727.11967.0190?8590?78.25? ?CD?738.10kg/m3
724?730724??CD90?8590?78.25? ?WD?973.06kg/m3
965.3?968.6965.3??WD1?D??0.931?0.93? ?D ?750.79kg/m3
738.10973.0690?8590?99.72tW?99.72C ? ?CW?712.34kg/m3
724?730724??Cw
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