乙醇-水溶液平衡数据及沸点(常压)
化工热力学大作业---乙醇与水物性分析
化工热力学大作业学院：化学化工学院班级：学号：姓名：指导老师：1. 计算101.3kPa 下，乙醇（1）-水（2）体系汽液平衡数据1）泡点温度和组成的计算已知：平衡压力P ，液相组成x1，x2 ···xNVi si S i i i i P P x y ϕϕγˆ= ∑=i i i y y y / 泡点温度T ，汽相组成y 1，y 2 ···y n 采用以下流程计算：可得到泡点温度和组成2）露点温度和组成的计算已知P, 气相组成y1,y2…….yN ，s i S i i Vii i P Py x ϕγϕˆ=∑=ii i i x x x / 露点温度T ，液相组成x 1，x 2 ···x n 采用以下流程计算：可得到露点温度和组成3)计算过程运用化工软件Aspen计算①选择模板为General with Metric Units；Run Type为物性分析（Property Analysis）②组分为乙醇（C2H5OH,ETHANOL）和水（H2O）物性方法为NRTL③乙醇及水的流率均设为50kmol/h初输入温度为25℃，压力为101.325KPa。
④设定可调变量为乙醇的摩尔分数，变化范围0—1，增量为0.05，则可取20个点。
⑤选择物性参数露点温度（TDEW）及泡点温度（TBUB），温度均为℃。
最后以乙醇摩尔分数为X坐标，露点温度（TDEW）及泡点温度（TBUB）为Y坐标，得到下表及下图。
NRTL活度系数模型乙醇取不同摩尔分率时对应的不同泡点温度及露点温度表（NRTL）露点温度及泡点温度图(NRTL)⑥组分为乙醇（C2H5OH, ETHANOL）和水（H2O）物性方法改为WILSON。
WILSON活度系数模型乙醇取不同摩尔分率时对应的不同泡点温度及露点温度表(WILSON)露点温度及泡点温度图(WILSON)由图可得，在X=0.9时泡点线与露点线相交，表明有共沸点。
共沸点的组成为乙醇摩尔分率0.9，水的摩尔分率0.1，共沸温度为78.15℃。
酒精计的使用
2．附表1 乙醇—水溶液常压下平衡数据液相组成乙醇摩尔分率%气相组成乙醇摩尔分率%沸点℃液相组成乙醇摩尔分率%气相组成乙醇摩尔分率%沸点℃0 0 100 11.0 45.4 86.00.2 2.5 99.3 11.5 46.1 85.70.4 4.2 98.8 12.1 46.9 85.40.8 8.8 97.7 12.6 47.5 85.21.2 12.8 96.7 13.2 48.1 85.01.6 16.3 95.8 13.8 48.7 84.82.0 18.7 95.0 14.4 49.3 84.72.4 21.4 94.2 15.0 49.8 84.52.9 24.0 93.4 20.0 53.1 83.33.3 26.2 92.6 25.0 55.5 82.43.7 28.1 91.9 30.6 57.7 81.64.2 29.9 91.3 35.1 59.6 81.24.6 31.6 90.8 40.0 61.4 80.85.1 33.1 90.5 45.4 63.4 80.45.5 34.5 89.7 50.2 65.4 80.06.0 35.8 89.2 54.0 66.9 79.86.5 37.0 89.0 59.6 69.6 79.66.9 38.1 88.3 64.1 71.9 79.37.4 39.2 87.9 70.6 75.8 78.87.9 40.2 87.7 76.0 79.3 78.68.4 41.3 87.4 79.8 81.8 78.48.9 42.1 87.0 86.0 86.4 78.29.4 42.9 86.7 89.4 89.4 78.159.9 43.8 86.4 95.0 94.2 78.310.5 44.6 86.2 100 100 78.3酒精计是用来测量白酒或者酒精溶液里面酒精含量的。
测量方法如下：在标准温度下（一般是20度）将酒精计垂直放入酒中，待稳定以后，上面和液面平齐的读数就是酒精含量。
乙醇-水设计
题目：日产100吨乙醇---水精馏塔工艺设计设计任务1.进料液含30%乙醇（质量），其余为水。
2.产品的乙醇含量不得低于90%（质量）。
3.残液中乙醇含量不得高于0.5%（质量）。
4.进料方式：饱和液体进料。
5.采取直接蒸汽加热6.全凝器：列管式换热器，冷却介质循环水，冷却水入口t=20℃，出口t=40℃。
操作条件（1）、精馏塔顶压强2 KPa(表压)。
（2）、单板压降≤0.5 KPa。
（3）、全塔效率：Et≥50%设计内容1 .选定连续精馏流程；2 .塔的工艺计算；3. 塔和塔板主要工艺尺寸的设计：（1）、塔高、塔径及塔板结构的主要参数；（2）、塔板的流体力学验算（仅验算压降）；4 辅助设备选型与计算；5包括全凝器的型号的选用及性能参数6设计结果一览表；7工艺流程图及全凝器主体设备图。
目录一．概述 (1)二．精馏塔设计方案简介 (1)2.1操作压力的选择分析 (2)2.2进料热状况的选择分析 (2)2.3 加热方式的选择分析 (2)2.4 回流比的选择分析 (2)2.5 产品纯度或回收率 (2)2.6 方案的确定 (2)2.7 总述 (2)三．塔的工艺尺寸的计算 (3)3.1 精馏塔的物料衡算 (3)3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (3)3.1.2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3)3.1.3 物料衡算 (3)3.2 塔板数的确定 (4)N的求取 (4)3.2.1 理论板层数T3.2.2 实际板数的求取 (6)3.3 精馏塔的物性计算 (6)3.3.1精馏段物性计算 (6)3.3.1.1.操作压力计算 (6)3.3.1.2.操作温度计算 (6)3.3.1.3.平均摩尔质量计算 (7)3.3.1.4.平均密度计算 (7)3.3.1.5.液体平均表面张力计算 (7)3.3.2提馏段物性计算 (8)3.3.2.1 操作压力计算 (8)3.3.2.2 操作温度计算 (8)3.3.2.3 平均摩尔量计算 (8)3.3.2.4平均密度计算 (9)四精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9)4.1 塔径的计算 (9)4.2 塔高的计算 (10)五塔板主要工艺尺寸的计算 (10)5.1 溢流装置计算 (11)5.2 塔板布置 (12)六.流体力学验算 (13)6.1 塔板压降 (13)七.全凝器的设计 (14)7.1确定物性数据 (14)7.2换热器的初步选型 (14)7.3估算传热面积 (15)7.3.1热流量 (15)7.3.2.平均传热温差 (15)7.3.3.冷却水用量 (15)7.3.4.传热面积 (15)7.4工艺结构尺寸 (16)7.4.1．管径和管内流速 (16)7.4.2．管程数和传热管数 (16)7.4.3.平均传热温差 (16)7.4.4.传热管排列和分程方法 (16)7.4.5．壳体内径 (16)7.4.6．折流板 (17)7.4.7．接管 (17)7.5换热器核算 (17)7.5.1热流量核算 (17)7.5.1.1壳程表面传热系数 (17)7.5.1.2管内表面传热系数 (18)7.5.1.3污垢热阻和管壁热阻 (18)7.5.1.4 传热系数K (19)e7.5.1.4传热面积裕度 (19)7.5.2换热器内流体的流动阻力 (19)7.5.2.1管程流体阻力 (19)7.5.2.2壳程阻力 (20)八.换热器的结果汇总 (21)九.总结 (22)十.参考文献 (23)十一.符号说明 (24)一．概述乙醇~水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。
化工原理课程设计-乙醇-水混合液精馏塔设计
化工原理课程设计-乙醇-水混合液精馏塔设计全套论文化工原理课程设计题目：乙醇-水混合液精馏塔设计学院：化学与材料工程学院专业：高分子材料与工程*名：***学号：*********指导教师：***河南城建学院2012年12月25日《化工原理》课程设计工艺条件一、设计目的和要求课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论系实际的桥梁。
通过课程设计，培养学生查阅资料、选用公式和搜索数据的能力；熟悉工程设计基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法；锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力；培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
二、设计任务完成精馏塔工艺设计，运用最优化方法确定最佳操作条件；精馏设备设计, 有关附属设备的设计和选用；绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图和塔板负荷性能图，编制设计说明书；等。
三、设计题目题目二：乙醇-水混合液精馏塔设计四、设计条件年处理量：8000吨/年料液浓度（质量%）：40% 料液初温：30 C塔顶产品浓度：94% （质量分率）塔底乙醇含量不高于0.3% （以质量计）精馏塔塔顶压强：4kPa（表压）进料状态：泡点进料回流比：自选单板压降w 0. 7 k pa冷却水温度：30 E 设备形式：筛板塔饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2（表压）（1kgf/=98.066kPa）每年实际生产天数：330天，每天24小时连续运转设计方案简介 (4)二物料流程说明 (4)三设计说明书 (5)3.1.气液相平衡数据 (5)3.2全塔物料衡算 (6)3.3工艺条件及物性数据计算..................................... .63.3.1操作温度: (7)3.3.2操作压强 (7)3.3.3平均分子量的计算 (8)3.3.4平均密度 (9)3.3.5混合液体表面张力 (10)3.3.6液体粘度 (11)3.3.7塔的物性数据列表 (12)3.4实际塔板数的计算 (12)3.4.1计算最小回流比错误！未定义书签。
化工原理课程设计-(乙醇水筛板塔)
化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生学号班级指导教师设计时间2021年5月1日~6月22日完成时间2021年6月23日于徐州目录一、总论 (4)1.1概述 (4)1.2文献综述 (4)1.2.1板式塔类型 (4)1.2.2筛板塔 (4)1.3设计任务书 (5)1.3.1设计题目 (5)1.3.2设计条件 (5)1.3.3设计任务 (5)二、设计思路 (5)三、工艺计算 (6)3.1 平均相对挥发度的计算 (6)3.2绘制t-x-y图及x-y图 (7)3.3 全塔物料衡算 (8)3.3.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (8)3.3.2 平均摩尔质量 (9)3.3.3全塔物料衡算： (9)进料量： (9)3.4最小回流比的计算和适宜回流比确实定 (9)3.4.1最小回流比 (9)3.4.2 确定最适操作回流比R (10)3.5 图解法求理论板数及加料板位置 (11)3.5.1精馏段和提馏段操作线方程确实定 (11)3.5.2 理论板数及加料板位置 (12)3.6 实际板数及加料板位置确定 (13)四、塔板结构设计 (13)4.1气液体积流量 (13)4.1.1 精馏段的气液体积流量 (13)4.1.2 提馏段的气液体积流量 (15)4.2 塔径计算 (16)4.2.1 塔径初步估算 (16)4.2.2校核HT与D的范围 (18)4.3 塔高的计算 (18)4.4 塔板结构设计 (19)4.4.1塔板结构尺寸确实定 (19)4.4.2 弓形降液管 (20)4.4.3 塔盘布置 (21)4.4.4开孔面积计算 (21)4.4.5筛板的筛孔和开孔率 (22)4.5塔板流体力学校核 (22)4.5.1 塔板阻力 (22)4.5.2液面落差 (24)4.5.3 液沫夹带量校核 (25)4.5.4严重漏液校核 (25)4.5.6降液管溢流液泛校核 (25)4.6 塔板性能负荷图 (26)4.6.1漏液线 (27)4.6.2 液沫夹带线 (27)4.6.3液相负荷下限线 (27)4.6..4液相负荷上限线 (28)4.6.5液泛线 (28)五、换热器 (29)5.1 换热器的初步选型 (29)5.1.1塔顶冷凝器 (29)5.1.2塔底再沸器 (29)5.2 塔顶冷凝器的设计 (29)六、精馏塔工艺条件 (31)6.1塔体总高 (31)6.2 精馏塔配管尺寸的计算 (32)6.2.1塔顶汽相管径dp (32)6.2.2回流液管径dR (32)6.2.3 加料管径dF (33)6.2.4釜液排出管径dw (33)6.2.5再沸器返塔蒸汽管径dv’ (33)6.3精馏塔工艺尺寸 (34)七、塔板结构设计结果 (35)八、符号说明 (35)九、结束语 (36)一、总论1.1概述化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由假设干组分组成的混合物。
乙醇—水溶液精馏塔设计
乙醇-水溶液连续精馏塔设计目录1.设计任务书 (3)2.英文摘要前言 (4)3.前言 (4)4.精馏塔优化设计 (5)5.精馏塔优化设计计算 (5)6.设计计算结果总表 (22)7.参考文献 (23)8.课程设计心得 (23)精馏塔设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔设计二、设计条件1．处理量： 15000 （吨/年）2．料液浓度： 35 （wt%）3．产品浓度： 93 （wt%）4．易挥发组分回收率： 99%5．每年实际生产时间：7200小时/年6. 操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；三、设计任务a) 流程的确定与说明；b) 塔板和塔径计算；c) 塔盘结构设计i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii. 流体力学验算；iii. 塔板负荷性能图。
d) 其它i. 加热蒸汽消耗量；ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量e) 有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计前言乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。
在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。
要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。
精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。
为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。
可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。
浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。
食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔
食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#食品工程原理课程设计题目乙醇-水精馏塔的设计课程名称食品工程原理课程设计学号学生姓名所在专业食品科学与工程所在班级指导老师目录任务书乙醇—水精馏搭的设计（一）设计任务1、生产能力：日产（24h）40吨93%乙醇产品。
2、产品要求：塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于％(质量分率)。
3、设备型式：筛板塔（二）操作条件1、精馏塔顶压强：P＝1 atm（绝压）2、进料热状况：原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气R3、回流比：操作回流比R=—min4、加热蒸汽：接蒸汽加热5、单板压降：不大于（三）设计内容1、方案确定流程说明2、塔的工艺计算3、塔和塔板主要工艺尺寸的设计4、辅助设备选型(四)设计成果1、设计说明书一份2、设计图纸，包括流程图，负荷性能图，塔盘布置图，浮阀塔工艺条件图。
一、方案确定流程说明1、生产时日设计要求塔日产40吨93%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。
2、选择塔型精馏塔属气—液传质设备。
气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。
该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较知：板式塔直径放大时，塔板效率较稳定,且持液量较大，液气比适应范围大，因此本次精馏塔设备选择板式塔。
筛板塔是降液管塔板中结构最简单的，它与泡罩塔相比较具有下列优点：生产能力大10-15%，板效率提高15%左右，而压降可降低30%左右，另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右，安装容易，也便于清洗检修。
因此，本设计采用筛板塔比较合适。
3、精馏方式由设计要求知，本精馏塔为连续精馏方式。
4、操作压力常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备费用和操作费用，提高经济效益, 在条件允许下常采用常压操作，因此本精馏设计选择在常压下操作。
5、加热方式在本物系中，水为难挥发液体，选用直接蒸汽加热，可节省再沸器。
乙醇-水非均相恒沸精馏实验设计
乙醇-水恒沸精馏（非均相）一、实验目的恒沸精馏是在原溶液中添加恒沸剂s使其与溶液中至少一个组分形成最低(最高)恒沸物，以增大原组分间相对挥发度差的非理想溶液的多元精馏。
它是一种特殊的分离方法，通过加入适当的分离媒质来改变被分离组分之间的汽液平衡关系，从而使分离由难变易。
主要适用于含恒沸物组成且用普通精馏无法得到纯品的物系。
一般，加入的分离媒质（亦称恒沸剂）能与被分离系统中的一种或几种物质形成最低恒沸物，使恒沸剂以恒沸物的形式从塔顶蒸出，而塔釜得到纯物质。
这种方法就称作恒沸精馏。
该实验的目的，主要通过乙醇-水（非均相恒沸精馏）制备无水乙醇，从而：（1）通过实验加深对恒沸精馏过程的理解；（2）熟悉精馏设备的构造，掌握精馏操作方法；（3）能够对精馏过程做全塔物料衡算。
二、实验原理在常压下，用常规精馏方法分离乙醇–水溶液，最高只能得到浓度为95.57％（wt％）的乙醇。
这是乙醇与水形成恒沸物的缘故，其恒沸点78.15℃，与乙醇沸点78.30℃十分接近，所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物，而无法得到无水乙醇。
而浓度95％左右的乙醇常称工业乙醇。
为此，在乙醇-水体系中加入第三种物质该物质称为恒沸剂。
实验室恒沸精馏制无水乙醇过程研究主要包括以下几个内容：1.恒沸剂的选择恒沸精馏成败的关键在于夹带剂的选取，一个理想的恒沸剂应该满足：(1)恒沸剂能显著影响待分离系统中关键组分的汽液平衡。
(2)必须至少与原溶液中一个组分、形成最低恒沸物，希望此恒沸物比原溶液中的任一组分的沸点或原来的恒沸点低10℃以上。
(3)在形成的恒沸物中，夹带剂的含量应尽可能少，以减少夹带剂的用量，节省能耗。
(4)回收容易，一方面希望形成的最低恒沸物是非均相恒沸物，可以减少分离恒沸物所需要的萃取操作等，另一方面，在溶剂回收塔中，应该与其它物料有相当大的挥发度差异。
(5)应具有较小的汽化潜热，以节省能耗。
(6)恒沸剂要容易回收以循环使用。