化工原理甲醇-水板式精馏塔设计
化工原理课程设计甲醇和水.doc
目录摘要 (3)Abstract (3)引言 (1)第1章设计条件与任务 (2)1.1设计条件 (2)1.2设计任务 (2)第2章设计方案的确定 (3)2.1操作压力 (3)2.2进料方式 (3)2.3加热方式 (3)2.4热能的利用 (3)第3章精馏塔的工艺设计 (5)3.1全塔物料衡算 (5)3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (5)3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (5)3.1.3物料衡算进料处理量 (5)3.1.4物料衡算 (5)3.2实际回流比 (6)3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (6)3.2.2操作线方程 (7)3.2.3汽、液相热负荷计算 (7)3.3理论塔板数确定 (7)3.4实际塔板数确定 (7)3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (8)3.5.1操作压力计算 (8)3.5.2操作温度计算 (8)3.5.3平均摩尔质量计算 (8)3.5.4平均密度计算 (9)3.5.5液体平均表面张力计算 (10)3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (11)3.6.1塔径计算 (11)3.6.2精馏塔有效高度计算 (13)第4章塔板工艺尺寸的计算 (14)4.1精馏段塔板工艺尺寸的计算 (14)4.1.1溢流装置计算 (14)4.1.2塔板设计 (15)4.2提馏段塔板工艺尺寸设计 (15)4.2.1溢流装置计算 (15)4.2.2塔板设计 (16)4.3塔板的流体力学性能的验算 (16)4.3.1精馏段 (16)4.3.2提馏段 (18)4.4板塔的负荷性能图 (19)4.4.1精馏段 (19)4.4.2提馏段 (21)第5章板式塔的结构 (23)5.1塔体结构 (23)5.1.1塔顶空间 (23)5.1.2塔底空间 (23)5.1.3人孔 (23)5.1.4塔高 (23)5.2塔板结构 (24)第6章附属设备 (24)6.1冷凝器 (24)6.2原料预热器 (24)第7章接管尺寸的确定 (26)7.1蒸汽接管 (26)7.1.1塔顶蒸汽出料管 (26)7.1.2塔釜进气管 (26)7.2液流管 (26)7.2.1进料管 (26)7.2.2回流管 (26)7.2.3塔釜出料管 (26)第8章附属高度确定 (28)8.1筒体 (28)8.2封头 (28)8.3塔顶空间 (28)8.4塔底空间 (28)8.5人孔 (28)8.6支座 (28)8.7塔总体高度 (28)第9章设计结果汇总 (30)设计小结与体会 (32)参考文献 (33)摘要课程设计不同于平时的作业，在设计中需要我们自己做出决策，即自己确定方案、选择流程、查取资料、进行过程和设备计算，并要求自己的选择作出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
甲醇水溶液板式精馏塔课程设计
原料温度： 20℃ 处理量： 5 万吨/年
原料组成： 甲醇的质量分数 WF=0.55 产品要求： 塔顶甲醇的质量分数 WD=0.97，塔底甲醇的质量分数 WW=0.02 生产时间： 300 天/年 冷却水进口温度：25℃
-9-
加热剂： 单板压降:
0.3MPa 饱和水蒸汽 ≤0.7kPa
生产方式：连续操作，泡点回流 五、 设计说明书内容(指设计说明书正文中包括的主要设计内容，根据目录列出大标 题即可) 6． 设计方案的确定 7． 带控制点的工艺流程图的确定 8． 操作条件的选择（包括操作压强、进料状态、加热剂、冷却剂、回流比） 9． 塔的工艺计算 (1) 全塔物料衡算 (2) 最佳回流比的确定 (3) 理论板及实际板的确定 (4) 塔径的计算 (5) 降液管及溢流堰尺寸的确定 (6) 浮阀数及排列方式（筛板孔径及排列方式）的确定 (7) 塔板流动性能的校核（液沫夹带校核，塔板阻力校核，降液管液泛校核，液体 在降液管内停留时间校核，严重漏液校核） (8) 塔板负荷性能图的绘制 (9) 塔板设计结果汇总表 10． 辅助设备工艺计算
化工与制药学院
课程设计说明书
课题名称 甲醇-水溶液板式精馏塔课程设计 专业班级 精细化工 01 学生学号 1206210306 1206210301 1206210322 学生姓名 学生成绩 指导教师 课题工作时间 杜 治 平 2014.12.22—2015.1. 郝张升 陈林周 王曙光
课程设计任务书
专业 化学工程与工艺 年 班级 月 12 精化 01 学生姓名
发题时间：
日化工原理课程设计任务书
一．设计题目：5 万吨/年甲醇-水溶液精馏塔设计 二．设计条件： 原料： 甲醇、 水
原料温度： 20℃ 处理量： 5 万吨/年
甲醇-水精馏课程设计—化工原理课程设计
甲醇-水分离过程板式精馏塔的设计1.设计方案的确定本设计任务为分离甲醇和水混合物。
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1.8倍。
塔釜采用间接蒸汽加热①。
2.精馏塔的物料衡算2.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量M A=32.04kg/kmol水的摩尔质量M B=18.02 kg/kmolx F=0.46/32.040.324 0.46/32.040.54/18.02=+x D=0.95/32.040.914 0.95/32.040.05/18.02=+x W=0.03/32.040.0171 0.03/32.040.97/18.02=+2.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F=0.324*32.04(10.324)*18.0222.56+-=kg/kmol M D=0.914*32.04(10.914)*18.0230.83-=kg/kmol M W=0.0171*32.04(10.0171)*18.0218.26+-=kg/kmol 2.3.物料衡算原料处理量F=30000*1000184.724*300*22.56=kmol/h总物料衡算184.7=D+W甲醇物料衡算184.7*0.324=0.914D+0.0171W 联立解得D=63.21 kmol/hW=121.49 kmol/h3.塔板数的确定3.1.理论塔板层数N T的求取3.1.1.由手册查的甲醇-水物系的气液平衡数据温度饱和蒸汽压（甲醇）kPa 饱和蒸汽压（水）kPa 64.5 101.3 25.00370 125.1458 31.15775 150.8157 38.54480 180.667 47.34385 215.19957.80890 254.946970.09595 300.48384.513100 352.4169101.3由上数据可绘出x-y图和t-x(y)图。
甲醇-水分离精馏塔设计 完整版
u －空塔气速 m/s u0－气体通过筛孔的速度 ,m/s uo,min－漏液点气速， m/s tF－ 进料板温度℃ tD－塔顶 温度℃ tW－塔底 温度℃ tm－平均 温度℃ W－釜残液流量 kmol/h wc －边缘区宽度 m wd －弓形降液管的宽度 m ws －破沫区宽度 m x －液相中易挥发组分的摩尔分率 y －气相中易挥发组分的摩尔分率 Z －塔高 m
6 共 30 页
二 、精馏塔的物料衡算
1、 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
甲醇的摩尔质量 水的摩尔质量
xF
M甲醇 32kg / kmol M水 18kg / kmol
0.46 / 32 =0.324 0.46 / 32 0.54 / 18 0.98 / 32 xD =0.965 0.98 / 32 0.02 / 18 0.005 / 32 xW =0.00282 0.005 / 32 0.995 / 18
2、 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
MF 0.324 32 (1 0.324) 18 22.54kg / kmol
MD 0.965 32 (1 0.965) 18 31.51kg / kmol MW 0.00282 32 (1 0.00282) 18 18.04kg / kmol
1 0.4 4.04 0.4(1 0.729)
2
3
4
则
0.9194 (1 0.8741) 1.643 0.8741 (1 0.9194)来自 m
1 2 3
4
4
4.65
相平衡方程为；
y x/ 1 ( 1x )
甲醇—水分离板式精馏塔设计
目录设计任务书 (3)1概述 (4)1.1 设计方案的选择 (4)1.2 设计流程说明 (5)2塔的工艺计算 (6)2.1 物性参数 (6)2.2 回收塔的物料衡算 (7)2.2.1 原料液及塔顶和塔底产品的组成 (7)2.2.2 物料衡算 (7)2.3 物料的进料热状况 (7)2.4 理论板层数的求取 (9)2.4.1 求操作线方程 (9)2.4.2 求相对挥发度 (9)2.4.3 逐板法求理论板层数 (9)2.5 实际板层数的求取 (11)2.5.1 塔板效率的估算 (11)2.5.2 实际塔板数的计算 (12)3主要设备工艺尺寸设计 (12)3.1 各设计参数 (12)3.1.1 操作压力的计算 (12)3.1.2 操作温度的计算 (12)3.1.3 平均摩尔质量计算 (12)3.1.4 气相平均密度计算 (13)3.1.5 液相平均密度计算 (13)3.1.6 液相平均表面张力计算 (14)3.1.7 液体平均黏度 (14)3.2 塔体工艺尺寸计算 (14)3.2.1 塔径的计算 (14)3.2.2 塔有效高度的计算 (16)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (16)3.3.1 溢流装置的计算 (16)3.3.2 塔板布置 (17)3.4 塔板的流体力学验算 (18)3.4.1 塔板压降 (18)3.4.2 液面落差 (19)3.4.3 液沫夹带 (19)3.4.4 漏液 (19)3.4.5 液泛 (20)3.5 塔板负荷性能图 (20)3.5.1 漏液线 (20)3.5.2 液沫夹带线 (21)3.5.3 液相负荷下限线 (21)3.5.4 液相负荷上限线 (22)3.5.5 液泛线 (22)3.6 接管尺寸的确定 (23)3.6.1 蒸汽管 (24)3.6.2 进料管 (24)3.6.3 塔底出料管 (24)4辅助设备选型与计算 (25)4.1 原料储罐与产品储罐 (25)5设计结果汇总 (26)6设计评述（结论） (27)主要符号说明（附录） (28)参考文献 (30)致谢 (30)附图 (30)设计任务书一、设计题目：甲醇—水分离板式精馏塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量）36000 吨／年操作周期7200 小时／年进料组成10％（质量分率，下同）塔顶产品组成≥43％塔底产品组成≤0.8%2、操作条件操作压力塔顶为常压进料热状态自选加热蒸汽：低压蒸汽3、设备型式筛板、浮阀塔板4、厂址安徽地区三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、塔的工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、设计评述7、工艺流程图及精馏塔工艺条件图1概述甲醇是最简单的饱和醇，也是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料，它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。
化工原理课程设计,甲醇和水的分离精馏塔的设计
- -- 郑州轻工业学院——化工原理课程设计说明书课题：甲醇和水的分离学院：材料与化学工程学院班级：姓名：学号：指导老师：目录第一章流程确定和说明 (2)1.1.加料方式 (2)1.2.进料状况 (2)1.3.塔型的选择 (2)1.4.塔顶的冷凝方式 (3)1.5.回流方式 (3)1.6.加热方式 (3)第二章板式精馏塔的工艺计算 (3)2.1物料衡算 (4)2.3 塔板数的确定及实际塔板数的求取 (5)2.3.1理论板数的计算 (5)2.3.2求塔的气液相负荷 (6)2.3.3温度组成图与液体平均粘度的计算 (6)2.3.4 实际板数 (7)2.3.5试差法求塔顶、塔底、进料板温度 (8)第三章精馏塔的工艺条件及物性参数的计算 (9)3.1 平均分子量的确定 (9)3.2平均密度的确定 (10)3.3. 液体平均比表面积张力的计算 (12)第四章精馏塔的工艺尺寸计算 (13)4.1气液相体积流率 (13)4.1.1 精馏段气液相体积流率： (13)4.1.2提馏段的气液相体积流率： (14)第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (15)5.1 溢流装置的计算 (15)5.1.1 堰长 (15)5.1.2溢流堰高度： (15)5.1.3弓形降液管宽度 (16)5.1.4 降液管底隙高度 (16)5.1.5 塔板位置及浮阀数目与排列 (17)第六章板式塔得结构与附属设备 (25)6.1附件的计算 (25)6.1.1接管 (25)6.1.2 冷凝器 (30)6.1.3再沸器 (30)第七章参考书录 (31)第八章设计心得体会 (31)第一章流程确定和说明1.1.加料方式加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流速和流量，通过重力加料，可以节省一笔动力费用，但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速不太稳定，流速不太稳定，从而影响了传质效率，但结构简单，安装方便。
甲醇-水板式精馏塔课程设计
课程设计报告《处理量为5000T/a的分离苯-甲苯的精馏塔的工艺设计》专业：应用化学工程与工艺班级：化工082*名：**指导教师：***年月日化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇精馏塔二、设计任务及条件（1）、进料含甲醇30%，其余为水（均为质量分率，下同）（2）、产品甲醇含量不低于98%；（3）、釜残液中乙醇含量不高于xxx%；（4）、生产能力17500T/Y乙醇产品，年开工7200小时（5）、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；④单板压降：75mm液柱三、设计内容（1）、流程的确定与说明；（2）、塔板和塔径计算；（3）、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。
（4）、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四、设计成果（1）设计说明书一份（2）A4设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图。
目录1.精馏塔的物料衡算1. 原料液及其塔顶与塔底产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量为：32.04kg/kmol 水的摩尔质量为： 18.01kg/kmol()()194.001.1870.004.3230.004.3230.0=+=F x()()982.001.1801.004.3299.004.3299.0=+=D x2. 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量()mol Kg M F 73.20194.0101.18194.004.32=-*+*=()mol Kg M D 78.31982.0101.18982.004.32=-*+*=则可知：原料的处理量：()h Kmol F 117100073.202430017500=⨯⨯⨯= 根据回收率： )%99=⨯⨯=F x D x F D η 则有： h Kmol D 23= 由总物料衡算：W D F +=以及: W D F x W D x F x *+*=*容易得出： h Kmol W 94= ,0012.0=W x2.塔板数的确定2.1逐板计算法求取理论板层数T N甲醇-水汽液平衡数据：0.06 0.304 0.40 0.729 0.95 0.979 0.08 0.365 0.50 0.779 1.00 1.000 0.100.4180.600.825最小回流比及其操作回流比的求解：δy =0.570,δx =0.194()()δδδx y y x R D --=min =(0.982-0.570/(0.570-0.194)=1.096取操作回流比为min 8.1R R ==1.8⨯1.096=1.97 2.1.1精馏塔的气、液相负荷D R L ⨯==1.97⨯23=45h Kmol()682397.21=⨯=⨯+=D R V h Kmol16211745'=+=+=F L L h Kmol68=='V V h Kmol2.1.2精馏段、提馏段操作线方程精馏段操作线：332.06618.0+=*+*=x x V D x V L y D 提馏段操作线：0016.0832.2-'=*'-'*''='x x V W x V L y W 2.1.3 用逐板计算法求塔板数：相平衡方程：()nnn x x y 111-+=+αα由前面可得：194.0==F q x x 982.01==D x y 解得：692.01=x 依次解得：q x x 〈7，即前面7块板是精馏段，后面起用提留段操作线方程和相平衡方程进行计算。
化工原理课程的设计
△Pp= hPρLg=0.0693×809.30×9.81=550.189Pa＜0.9KPa（设计允许值） （2）液面落差
• 对于筛板塔，液面落差很小，由于塔径和液流量均不大，所以可忽 略液面落差的影响。
（3）液沫夹带
• 液沫夹带量，采用公式
•
ev=5.7×10-6/σL×[ ua/(HT－hf)]3.2
直径do=5mm 筛孔按正三角形排列，取孔中心距t为
t=3do=15mm 筛孔的数目n为
n1.15A051.1505.537 2756
t2
0.012 5
开孔率为φ=0.907（do/t）2=0.907×(0.05/0.015)2=10.1%
气体通过阀孔的气速为 u0V As00.10.08 01 .65431 7.9 5m 3/s
• 验证结果为降液管设计符合要求。
• 4）降液管底隙高度ho • ho= Lh/（3600×lw×uo′）取uo'=0.07m/s • 则ho=0.00055×3600/(3600×0.60×0.07) =0.0406 m﹥ 0.006m • 故降液管底隙高度设计合理。
• 选用凹形受液盘，深度 hW'' 50mm
二、工艺过程及相关计算
工艺过程 及
相关计算
塔板数 的计算
工艺条件及 有关物性数 据的计算
塔体工艺 尺寸计算
塔板主要 工艺尺寸
的计算
塔板数的计算
• 物料衡算
F14 .51 9 km 8/holxF 0.324 D=48.462kmol/h xD 0.914 W=93.136kmol/h xW 0.017
84.7
110.05KPa
塔体工艺尺寸计算
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一、甲醇－水板式精馏塔设计条件（1）生产能力：3万吨/年，年开工300天（2）进料组成：甲醇含量65%（质量分数）（3）采用间接蒸汽加热并且加热蒸汽压力：0.3MPa（4）进料温度：采用泡点进料（5）塔顶馏出液甲醇含量99%（质量分数）（6）塔底轻组分的浓度≤1%（本设计取0.01）（7）塔顶压强常压（8）单板压降≤0.7Kpa（9）冷却水进口温度25℃(10)填料类型：DN25金属环矩鞍散堆填料二、设计的方案介绍1、工业流程概述工业上粗甲醇精馏的工艺流程，随着粗甲醇合成方法不同而有差异，其精制过程的复杂程度有较大差别，但基本方法是一致的。
首先，总是以蒸馏的方法在蒸馏塔的顶部，脱出较甲醇沸点低的轻组分，这时，也可能有部分高沸点的杂质和甲醇形成共沸物，随轻组分一并除去。
然后，仍以蒸馏的方法在塔的底部或侧脱除水和重组分，从而获得纯净甲醇组分。
其次，根据精甲醇对稳定性或其他特殊指标的要求，采取必要的辅助办法。
常规甲醇精制流程可以分为两大部分，第一部分是预精馏部分，另一部分是主精馏部分。
预精馏部分除了对粗甲醇进行萃取精馏脱出某些烷烃的作用之外，另外的还可以脱出二甲醚，和其它轻组分有机杂质。
其底部的出料被加到主塔的中间入料板上，主塔顶部出粗甲醇，底部出废液，下部侧线出杂醇。
2、进料的热状况精馏操作中的进料方式一般有冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料五种。
本设计采用的是泡点进料。
这样不仅对塔的操作稳定较为方便，不受厦门季节温度影响，而且基于恒摩尔流假设，精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，因此塔径基本相等，在制造上比较方便。
3、精馏塔加热与冷却介质的确定在实际加热中，由于饱和水蒸气冷凝的时候传热的膜系数很高，可以通过改变蒸汽压力准确控制加热温度。
水蒸气容易获取，环保清洁不产生环境污染，并且不容易使管道腐蚀，成本降低。
因此，本设计是以133.3℃总压是300 kpa的饱和水蒸汽作为加热介质。
冷却介质一般有水和空气。
在选择冷却介质的过程中，要因地制宜充分考虑。
以茂名市地处亚热带为例，夏天室外平均气温28℃。
因此，计算选用28℃的冷却水，选择升温10℃，即冷却水的出口温度为38℃。
4、塔顶的回流方式对于小型塔采用重力回流，回流冷凝器一般安装在比精熘塔略高的地方，液体依靠自身的重力回流。
但是必须保证冷凝器内有一定持液量，或加入液封装置防止塔顶汽相逃逸至冷凝器内。
本设计采用重力回流，全凝器放置略高于塔顶的位置，并且设置流量计检测和保证冷凝器内的液面高度。
5、精熘塔塔釜的加热方式加热方式分为直接蒸汽和间接蒸汽加热。
间接蒸汽加热是通过再沸器使釜液部分汽化，维持原来的浓度，重新再进入塔底。
使上升蒸汽与回流下来的冷液再进行热质交换。
这样减少了理论板数，从而降低了成本，但是也存在着增加加热装置的缺点。
综合考虑以上两方面因素，本设计选用间接蒸汽加热。
三、精馏塔的物料衡算按精甲醇每年3万吨计算，年工作日为300天。
粗甲醇进料组如表2.1，要求：(1)精甲醇的纯度为99.99% (2）甲醇收率98%表3.1 粗甲醇进料组成1.甲醇的摩尔质量：M甲醇=32kg/kmol水的摩尔质量：M水=18kg/kmolx F=0.65/520.65/32+0.35/18=0.511x D=0.99/320.99/32+0.01/18=0.982x W=0.01/320.01/32+0.99/18=0.0062.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量为：M F=0.511×32+0.489×18=25.154M D=0.982×32+0.018×18=31.748M W=0.006×32+0.994×18=18.084 3.物料衡算原料处理量：qn，F =30000×10324×300×25.154=165.66kmol/h165.66=qn，D+qn，W165.66×0.511=0.982qn，D+0.006qn，W联立方程解得：qn，D =85.71kmol/h qn，W=79.94kmol/h4.平均相对挥发度视甲醇与水为理想物系，故塔的平均挥发度的确定可运用拉乌尔定律，采用试差法计算:x =p−p B°p A °−p B°双组分理想液体相对挥发度的计算：α=p A°p B °式中：---液体温度为T 时纯组分A 、B 的饱和蒸汽压，KPa: ---溶液上分组分的平衡压力，设为操作压力 ---相对挥发度假定温度T ，查甲醇、水的饱和蒸汽压表，采用试差法计算出，带入式中，计算出相应的x 值。
若计算得到的x 值与所求混合液组成的x 值相等，则假定的T 值正 确，同时得到相应的值。
温度/℃ 压力/KPa 温度/℃ 压力/KPa 30 21.75674 85 215.199 35 27.86375 90 254.9469 40 35.36189 95 300.483 45 44.49296 100 352.4169 50 55.52686 105 411.3966 55 68.76295 110 478.1087 60 84.53133 115 553.2791 65 103.194 120 637.6736 70 125.1458 125 732.6736 75 150.8157 130 837.4025 80180.6671351084.249︒︒B A P P ，P α︒︒B A P P ，α表3.2 水的饱和蒸汽压温度/℃压力/KPa 温度/℃压力/KPa 温度/℃压力/KPa30 4.2455 31 4.4953 32 4.757833 5.0335 34 5.3229 35 5.626736 5.9453 37 6.2795 38 6.629839 6.9969 40 7.3814 41 7.78442 8.2054 43 8.6463 44 9.107545 9.5898 46 10.094 47 10.6248 11.171 49 11.745 50 12.34451 12.97 52 13.623 53 14.30354 15.012 55 15.752 56 16.52257 17.324 58 18.159 59 19.02860 19.932 61 20.873 62 21.85163 22.868 64 23.925 65 25.02266 26.163 67 27.347 68 28.576 温度/℃压力/KPa 温度/℃压力/KPa 温度/℃压力/KPa69 29.852 70 31.176 71 32.97272 33.972 73 35.448 74 36.97875 38.563 76 40.205 77 41.90578 43.665 79 45.487 80 47.37381 49.324 82 51.342 83 53.42884 55.585 85 57.815 86 60.11987 62.499 88 64.958 89 67.49690 70.117 91 72.823 92 75.61493 78.494 94 81.465 95 84.52996 87.688 97 90.945 98 94.30199 97.759 100 101.32 101 104.99 102 108.77 103 112.66 104 116.67 105 120.79 106 125.03 107 129.39108 133.88 109 138.5 110 143.24 111 148.12 112 153.13 113 158.29 114 163.29 115 169.02 116 174.61 117 180.34 118 186.23 119 192.28 120 198.48 121 204.85 122 211.38 123 218.09 124 224.96 125 232.01计算结果见表3.3表3.3 塔顶产品、塔底产品、进料液的泡点温度及相对挥发度塔顶产品塔底产品进料液x D=0.982x W=0.006x F=0.511t D=337.70K t W=372.80K t F=359.30KαD=4.12αD=3.48αD=3.70平均相对挥发度的计算:α=√αDαWαF3计算得甲醇和水的平均挥发度：α=3.765.最小回流比及操作回流比精馏塔操作有五种进料状况，此次设计要求采用泡点进料的方式进料。
因为设为泡点进料，所以q线方程：x Q=x F相平衡方程：y=αx1+(α−1)xx Q=x F=0.511,α=3.76解得：y q= 3.76×0.251+(3.76−1)×0.25=0.797R min=x D−y qy q−x q=0.982−0.7970.797−0.511=0.646设备费用和操作费用之和为最低时对应的回流比为适宜回流比。
对于一定的分离任务，采用较大的回流比时，操作线的位置远离平衡线向下向对角线靠拢，在平衡线和操作线之间的直角阶梯的跨度增大，每层塔板的分离效率提高了，所以增大回流比所需的理论塔板数减少，反之理论塔板数增加。
但是随着回流比的增加，塔釜加热剂的消耗量和塔顶冷凝剂的消耗量液随之增加，操作费用增加，所以操作费用和设备费用总和最小时所对应的回流比为最佳回流比。
本次设计任务中，综合考虑各个因素，采用回流比为最小回流比的1.8倍。
所以取R=1.8R min R=1.8×0.646=1.166.求精馏塔的气液相负荷回流流量：q n,L=Rq n,D=1.16×85.71=99.42上升蒸汽量：q n,V=(R+1)q n,D=(1.16+1)×85.71=185.13提馏回流量：q n,L‘=q n,D+q n,F=99.42+79.94=179.36提馏上升：q n,V’=q n,V=185.13精馏段的操作方程：y=q n,Ln,Vx+q n,Dn,Vx D=99.42x+85.71×0.982=0.54x+0.455提馏段的操作方程：y=q n,L‘q n,V’x−q n,Wq n,V‘x W=0.97x−0.0037.计算求理论板数塔顶流出液组成及回流液组成均为第一层板的上升蒸汽组成相同，即：y1=x D=0.982由于每层的理论板的气液两相互成平衡，故可以用气液平衡公式求得x1,即：y1=αx11+(α−1)x1解得：x1=0.935由于从下一层板上升的蒸汽组成y2与x1符合精馏段操作线关系，故用精馏段操作线方程可由x1求得y2。