年产2万吨酒精精制工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)

年产2万吨酒精精制工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

所以： )( 2 39。   13ENN T39。 T39。 P39。 精 故： 6NP 精 块 全塔所需实际塔板数： 58652NNN PPP  提精 块 10 全塔效率： %%1 0 058 126NNE PTT  加料板位置在第 53 块塔板。 精馏塔操作工艺条件及相关物性数据的计算 (1)平均压力 Pm 取每层塔板压降为 KPa 精馏塔塔顶的压力为 4 KPa(表压 ) 塔顶： PD=+4= 加料板： PF=+*52= KPa 塔底： PW=+*6= KPa 精馏段平均压力 Pm1=（ +） /2= KPa 提馏段平均压力 Pm2=（ +） /2= KPa (2)平均 温度 由 （ 1）知 精馏段平均温度 为 ℃ 提馏段平均温度 为 ℃ (3)平均密度 [18] 已知：混合液密度： BBAALaa  1（ a 为质量分数，  为平均相对分子质量 ）(36) 混合气密度： .v Pm vmRTm  (37) 1 精 馏 段 ： ℃ 由 （ 2）知精馏段液相组成 x1=% 气相组成 y1=% k m o lkgM L /)(  k m o lkgM V /)(  2 提 馏 段 ： ℃ 由 （ 2）知提馏段液相组成 x2=% 气相组成 y2=% 所以 k m o lkgM L /)(  k m o lkgM V /)(  11 表 由不同温度下 乙醇和水的密度 温度 /℃ )/(3mkgc )/( 3mkgw 80 85 90 95 100 735 730 724 720 716 971． 8 968． 6 965． 3 961． 85 958． 4 由上表可得出不同温度下水和乙醇的密度 （单位： 3mkg ）。 1  ℃ 735 8085  乙, 3/ m乙 8085  水, 3/ m水 同理： 2  ℃ ， 3, / m乙 3, / m水 在精馏段：液相密度：    7 0 4 3 2 3 2 2 2 9 2 9 1L ,31 / mkgL  汽相密度： 31 . 12 33 .18 = 8 / 14 +V P m v m k g mR T m  （ 27 3. 15 82 .7 9 ） 在提馏段：液相密度：    2L ,32 / mkgL  汽相密度： 12 32 . 14 3. 8 24 .5 4= 1. 16 /8. 31 4 +V P m v m k g mR Tm （ 27 3. 15 93 .6 1 ） (4)混合液体表面张力 [9] 二元有机物 水溶液表面张力可用下列公式计算 公式： 4/1004/14/1  SWSWm  (38) 注： 00VxVxVxWWWWW  ， 00000 VxVx VxWW  SSWSW Vx ， SSS VVx 000  B lg( 0wq),   3/23/ WW VqVTqQ  QBA  , 02lgSSWA , 10  SSW  式中，下角标 w、 o、 s分别代表水，有机物及表面部分； Wx 、 0x 指主体部分的分子数； WV 、 0V 指主体部分的分子体积； W 、 0 为纯水、有机物的表面张力；对乙醇 q=2 1 精 馏 段 ： ℃ 表 由不同温度下乙醇和水的表面张力 [8] 温度 /℃ 乙醇表面张力 /（ 1310  mN ） 水表面张力 /（ 1310  mN ） 70 18 80 90 100 13 mo l/ 5 118mV 3wwm  mo l/ 46mV 3ooo  9 0 8 0 1 6 . 2 1 7 . 1 5 1 6 . 8 8 59 0 8 2 . 7 9 1 6 . 2  乙 醇乙 醇乙 醇 表 面 张 力 ： 得 ： 9 0 8 0 9 0 8 2 . 7 9 6 2 . 0 7 06 0 . 7 6 2 . 6 6 0 . 7   水水水 表 面 张 力 ： 得 ：      )()(VxVXVxVx1)VXVx(Vx)Vx(2oowwoo2wooowwoo2wwo2w  因 为 xD=, 所以 xW== )lg(B ow2  3/23/23/2ww3/2oo    联立方程组 sc2swlgA， 1scsw  代入求得  ，  4/14/14/1m 8 8 4 7 7  ，  2 提 馏 段 ： ℃ m o l/ 3 618mV 339。 ww39。 w  mo l/ 1 46mV 339。 oo39。 o  14 39。 1 0 0 9 0 1 0 0 9 3 . 6 11 5 . 2 1 6 . 2 1 5 . 2  乙 醇乙 醇 表 面 张 力 ：， 39。 乙醇 39。 1 0 0 9 0 1 0 0 9 3 . 6 15 8 . 8 6 0 . 7 5 8 . 8  水水 表 面 张 力 ：， 39。 水   ) 34 65 ( 34 )0 34 ( 2o2w   因为 39。 D  所以 9 6 5 3 4 39。 W  )lg(B ow239。  3/23/239。   3 1 2 39。 39。 39。  联立方程组 sc39。 2sw39。 39。 lgA， 1sc39。 sw2  代入求得 39。  ， 39。  ,  (5)液体 的粘度 ℃  ， 0 .3 4 3 9 m P a s 水查 表 得 ： ， 醇 ℃  ， 39。 0 .2 9 8 m P a s 水查 表 得 ： ， 39。  醇 精馏段粘度： 1 1 1= x (1 )x  醇 水 sm P a3 6 3 )2 2 9 (3 4 3 2 9 3  提馏段粘度： 2 1 2= 39。 x 39。 (1 )x  醇 水 sm P a3 0 0 )0 3 4 ( 3 4  (6) 相对挥发度 精馏段挥发度  提馏段挥发度 39。  15 (7)气液相体积流量计算 精馏段： 液体回流摩尔流率 4 . 0 7 6 5 . 0 8 2 6 4 . 8 8 /L R D k m o l h    汽相摩尔流率 ( 1 ) ( 4 . 0 7 1 ) 6 5 . 0 8 3 2 9 . 9 6 /V R D k m o l h      已知： k m o l/ 1L  ， kmol/ 1V  k m o l/  ， 1 1. 38 /V kg kmol  则有质量流量： 11 24 .4 2 26 4. 88 64 68 .3 7 /LL M L k g h    11 3 3 . 1 8 3 2 9 . 9 6 1 0 9 4 8 . 0 7 /VV M V k g h    体积流量： 331116 4 6 8 . 3 7 2 . 1 1 1 0 /3 6 0 0 8 5 1 . 0 6 3 6 0 0sLLL m s     311 3 6 0 0 = 7 .6 0 /hsL L m h 311 11 0 9 4 8 . 0 7 2 . 2 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 1 . 3 8sVVV m s   311 3 6 0 0 7 9 3 3 .3 8 /hsV V m h   提馏段：因本设计 为饱和液体进料，所以 1q 39。 2 6 4 . 8 8 3 1 1 . 6 5 7 6 . 4 8 /L L q F k m o l h      39。 1 3 2 9 . 9 6 /V V q F km o l h    2 1 8 .9 6 /LM kg km ol已 知 ： ， kmol/ 2V  k m o l/  ， 2 1. 16 /V kg kmol  则有质量流量： 39。 22 1 8 . 9 6 5 7 6 . 4 8 1 0 9 3 0 . 0 6 /LL M L k g h    39。 22 2 4 . 5 4 3 2 9 . 9 6 8 0 9 7 . 2 2 /VV M V k g h    体积流量： 16 332221 0 9 3 0 . 0 6= 3 . 2 4 1 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 9 3 6 . 6 2sLLL m s    3223 6 0 0 1 1 .6 6 4 /hsL L m h 322 28 0 9 7 . 2 2 1 . 9 3 9 /3 6 0 0 3 6 0 0 0 . 8 1 9sVVV m s   3223 6 0 0 = 6 9 8 0 .3 6 /hsV V m h 塔板主要工艺结构尺寸的计算 塔径 （ 1）精馏段 取板间距： HT= 及板上液层高度 hL= 则 HT hL = 由 ~ maxu （ ） u (39) LVVC   maxu (310) 式中 C可由史密斯关联图 [19]查出： 由 横坐标数值：31 / 2 1 / 21 1112 . 1 1 1 0 8 5 1 . 0 6( ) ( ) 0 . 0 2 3 82 . 2 1 . 3 8s LsVLV     及 HT hL =查图可知 20  ， 0 . 2 0 . 220 2 5 . 9 90 . 0 7 6 ( ) 0 . 0 82 0 2 0LCC    负 荷 因 子 （ ） 8 5 1 . 0 6 1 . 3 80 . 0 8 1 . 9 8 5 /1 . 3 8LVVC m s      max泛 点 气 速 u 0 . 7 0 . 7 1 . 9 8 5 1 . 3 9 0 /ms   1 m a x操 作 气 速 uu 11114 4 2. 2 1. 423. 14 1. 39 0= 1. 6sTTVDmuDm  精 馏 段 的 塔 径圆 整 取 横截面积： 2 2 21 0 . 7 8 5 1 . 6 2 . 0 12TT DAm   （ ） ， 此时的操作 气速： 17 39。 1 2 .2 1 .0 9 5 /2 .0 1STVu m sA   (2) 提馏段 取板间距： HT2= 及板上液层高度 hL2= 则 HT2 hL2 = 横坐标数值：31 / 2 1 / 22 2223 . 2 4 1 0。