发布时间 : 星期一 文章化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计更新完毕开始阅读
塔顶塔底平均温度t=87.92℃，查得乙醇粘度μ1=0.39mPa/s,
图3-2 O’connel关联图
水的粘度μ2=0.3242mPa/s；
则μav= μ1xF+ μ2（1－xF）=0.39*0.15+0.3242*0.85=0.334 查得平均温度下的平衡组分：x=0.0937，y=0.0433， 又： 得：
y=αx/[1+(α-1)x] α=7.388
由αμav=2.47，
查O’connel关联图（图3-2） 得全塔效率ET=38% 3.3.2 实际板数NE NE=NT/ET=20.69/38%=54.4块
表 3-1 塔内气液流率汇总
精馏段 气相流率（kmol/h） 液相流率（kmol/h） 25.76 20.608 提馏段
29.48 55.6 4塔的结构计算
板式塔主要尺寸的设计计算，包括塔高、塔径的设计计算，板上液流形式的选择、溢流装置的设计，塔板布置、气体通道的设计等工艺计算。
板式塔为逐级接触式的气液传质设备，沿塔方向，每层板的组成、温度、压力都不同。设计时，分别计算精馏段、提馏段平均条件下的参数作为设计依据，以此确定塔的尺寸，然后再作适当调整，但应尽量保持塔径相同，以便于加工制造。
4.1混合组分的平均物性参数的计算
4.1.1平均分子量的计算
（1） 塔顶的平均分子量 （x1为与y1=XD平衡 的液相组成）
MVDM= XD×M轻组分+（1－XD）×M重组分
?0.86?46?0.14?18?42.08Kg/Kmol
MLDM= x1×M轻组分+（1－x1）×M重组分
?0.8523?46?0.1477?18?41.864Kg/Kmol
（2）进料板的平均分子量 进料板对应的组成Xn 和yn
MVFM= yn×M轻组分+（1－yn）×M重组分
?0.4587?46?0.5413?18?30.844Kg/Kmol
MLFM= Xn×M轻组分+（1－Xn）×M重组分
?0.1132?46?0.8868?18?21.170Kg/Kmol
（3）塔底的平均分子量（yw为与xw平衡的气相组成）
MVWM= yw×M轻组分+（1－yw）×M重组分
?0.0975?46?0.0025?18?20.73Kg/Kmol
MLWM= xw×M轻组分+（1－xw）×M重组分
?0.01?46?0.99?18?18.28Kg/Kmol
（4）精馏段、提馏段的平均分子量
精馏段平均分子量
MLM?( MLDM? MLFM)/2?31.517Kg/Kmol
MVM?( MVDM? MVFM)/2?36.462Kg/Kmol
提馏段平均分子量
M'LM?( MLWM? MLFM)/2?19.725Kg/Kmol
M'VM?( MVWM? MVFM)/2?25.787Kg/Kmol
4.1.2 平均密度的计算 （1）液相平均密度
查物性数据： 易挥发组分密度ρ1＝ 790 Kg/m3
难挥发组分密度ρ2＝ 998.595 Kg/ m3
塔顶易挥发组分质量百分比a1＝94.11% 进料易挥发组分质量百分比a2＝24.598% 塔底易挥发组分质量百分比a3＝2.516%
塔顶液相密度：ρLD＝1/[a1/ρ1+(1-a1) /ρ2]= 800.008Kg/ m3 进料液相密度：ρLF＝1/[a2/ρ1+(1-a2) /ρ2]= 937.69Kg/ m3 塔底液相密度：ρLW＝1/[a3/ρ1+(1-a3) /ρ2]= 922.005Kg/ m3 精馏段的平均液相密度：ρLM＝(ρLD+ρLF)/2=868.849Kg/ m3 提馏段的平均液相密度：ρ’LM＝(ρLF+ρLW)/2=964.85Kg/ m3 （2）汽相平均密度
根据塔顶组成查平衡数据计算 塔顶温度TD=78.21℃ 根据进料板组成查平衡数据计算 进料板温度TF＝85.85℃ 根据塔底组成查平衡数据计算 塔底温度TW＝97.63℃
精馏段：TM=（TF+TD）/2=82.03℃ ρVM＝PMV/RTM=1.456Kg/ m3 提馏段：T’M=（TF+TW）/2=91.74℃
ρ’VM＝PM’V/RT’M=1.16K4g/ m3
表 4-1 塔内气液流率汇总
精馏段 提馏段
气相流率（m3/h） 750.624 882.49 液相流率（m3/h） 0.7475 1.1055 4.2塔高的计算
①板式塔的有效高度是指安装塔板部分的高度，按下式计算： Z?(NT?1)HT ET式中 Z——塔的有效高度，m；
ET——全塔总板效率；
NT ——塔内所需的理论板层数； HT——塔板间距，m。 ① HT的初选
选取时应考虑塔高、塔径、物系性质、分离效率、操作弹性及塔的安装检修等因素。
表4-2 塔板间距与塔径的关系
塔 径/D，m 0.3～0.5 0.5～0.8 250～350 0.8～1.6 300～450 1.6～2.4 350～600 2.4～4.0 400～600 板间距/HT，mm 200～300 化工生产中常用板间距为：200，250，300，350，400，450，500，600，700，800mm。在决定板间距时还应考虑安装、检修的需要。
此设计中我取HT=300mm