乙醇-水精馏塔设计
乙醇及水的精馏塔设计

乙醇及水的精馏塔设计
首先,需要确定乙醇和水的混合物的物理性质。
乙醇和水的沸点非常
接近,因此在设计精馏塔时,必须考虑适当的操作条件,以便有效地分离
乙醇和水。
在精馏塔的设计过程中,首先需要选择适当的塔型。
常见的乙醇和水
的分离塔包括简单塔和精馏塔。
简单塔由一个塔板组成,可用于低温分离,而精馏塔则包含多个塔板,可以提供更高的分离效率。
其次,需要考虑精馏塔的高度。
精馏塔的高度决定了分离的效率。
通
常情况下,精馏塔的高度越高,分离效率越高。
然而,高塔会增加成本和
能耗,因此需要在效率和经济性之间做权衡。
此外,需要选择适当的回流比。
回流比是指流经塔板上部的液体返回
到塔底的比例。
适当的回流比可以提高分离效率,但过高的回流比可能导
致能耗过高。
还需要考虑乙醇和水的进料浓度。
通常情况下,浓度较高的进料可以
提高分离效果,但也会增加能耗。
因此,需要找到一个经济和效率之间的
平衡点。
在设计乙醇和水的精馏塔时,还需要考虑传热和传质方面的问题。
特
别是在塔内的塔板上,需要考虑适当的传热和传质设备,以确保有效的分离。
最后,需要进行塔的热力学计算和模拟,以评估设计的可行性和最佳
性能。
这可以通过使用软件模拟工具,如Aspen Plus、CHEMCAD等来完成。
综上所述,乙醇及水的精馏塔设计需要考虑塔的类型、高度、回流比、进料浓度等因素。
通过综合考虑这些关键参数,可以设计出经济、高效的
乙醇和水精馏塔,满足工业生产的需求。
乙醇和水的精馏塔设计

乙醇和水的精馏塔设计精馏是一种分离液体混合物中组分的常用方法,可通过蒸馏分离甲醇和水的混合物。
对于乙醇和水的精馏塔设计,需要考虑一系列参数和流程,包括进料组成、操作压力、图形塔塔板、冷凝器设计、降低能量消耗等。
以下是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。
1.塔板设计在乙醇和水的精馏塔设计中,决定了塔板数的重要参数是所需的乙醇纯度。
一般来说,纯度要求越高,所需的塔板数就越多。
可使用的常用塔板设计方法有McCabe-Thiele方法和Ponchon-Savarit方法。
2.冷凝器设计冷凝器用于冷凝乙醇蒸汽,使其凝结成液体后下降到下部分的收集器中。
冷凝器设计需要考虑的重要参数包括进料温度、出料温度、乙醇和水的蒸汽压力和流量等。
一般来说,选择多管冷凝器比单管冷凝器更适合于高效的冷凝过程。
3.降低能量消耗乙醇和水的精馏过程中,能量消耗是一个重要的考虑因素。
为了降低能量消耗,可以引入热回收系统,如热交换器,将高温的废气中的热能回收使用。
此外,也可以考虑采用较低的操作压力,通过降低汽化温度来减少所需的加热能量。
4.控制塔板温度在乙醇和水的精馏塔设计中,控制各个塔板的温度非常重要,以确保塔板能够正常工作。
一种常见的温度控制方法是在塔板上设置温度传感器,并通过自动化控制系统调节冷凝器的冷却剂流量来控制塔板温度。
5.回流比的选择回流比是决定乙醇和水精馏塔效率的重要因素。
回流比的选择应根据塔板的数量、损失和乙醇纯度等因素来合理决定。
一般来说,较高的回流比可以提高纯度,但同时也会增加能源消耗。
6.热平衡以上是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。
根据实际情况和具体需求,还需要根据实际的进料组成、产量、纯度和环境要求等因素进行调整。
乙醇-水精馏塔设计报告

(封面)XXXXXXX学院乙醇-水精馏塔设计报告题目:院(系):专业班级:学生姓名:指导老师:时间:年月日目录第一章设计任务书 (1)第二章设计方案的确定及流程说明 (2)2.1 塔类型的选择 (2)2.2 塔板形式的选择 (3)2.3 设计方案的确定 (4)第三章塔的工艺计算 (6)3.1物料衡算 (6)3.2理论板数,板效率及实际板数的计算 (10)3.3平均参数、塔径、塔高的计算 (14)第四章塔板结构设计 (21)4.1塔板结构尺寸的确定 (21)4.2塔板流体力学计算 (23)第五章塔板负荷性能图 (28)5.1 精馏段 (28)5.2提馏段 (30)第六章附属设备设计 (33)6.1产品冷却器 (33)6.2接管 (34)6.3其他 (35)第七章设计方案的比较与讨论 (36)第一章设计任务书一、设计题目:乙醇—水精馏塔本设计是根据生产实际情况并加以一定程度的简化而提出的。
二、设计任务及条件1.进精馏塔料液含乙醇25%(质量),其余为水。
2.产品乙醇含量不得低于94%(质量)。
3.残液中乙醇含量不得高于0.1%(质量)。
4.生产能力为日产(24小时)50吨94%的乙醇产品5.操作条件:精馏塔顶压力:4KPa(表压)进料状况:泡点进料回流比:R/R min=1.6单板压降:不大于667 Pa加热蒸汽压力:101.3kPa(表压)6.设备形式:浮阀塔7.厂址:天津地区第二章设计方案的确定及流程说明2.1 塔类型的选择塔设备的种类很多,按操作压力可分为常压塔、加压塔和减压塔;按塔内气液相接触构件的结构形式又可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔和填料塔各有适用的环境,具体板式塔和填料塔性能的比较可见下表1:表1 板式塔和精馏塔的比较类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构,如筛板、泡罩、浮阀等;塔内设置有多层塔板,进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料,如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料,格栅、波纹板、脉冲等规整填料;填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触,可采用逆流操作,也可采用并流操作设备性能空塔速度(亦即生产能力)高,效率高且稳定;压降大,液气比的适应范围大,持液量大,操作弹性小大尺寸空塔气速较大,小尺寸空塔气速较小;低压时分离效率高,高压时分离效率低,传统填料效率较低,新型乱堆及规整填料效率较高;大尺寸压力降小,小尺寸压力降大;要求液相喷淋量较大,持液量小,操作弹性大制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难,安装程序较简单,检修清理容易,金属材料耗量大新型填料制备复杂,造价高,检修清理困难,可采用非金属材料制造,但安装过程较为困难适用场合处理量大,操作弹性大,带有污垢的物料处理强腐蚀性,液气比大,真空操作要求压力降小的物料在本设计中,之所以选用板式塔,塔底为直接蒸汽加热,板式塔塔底无需再添加气体初始分布装置,且塔顶和进料口位置无需添加液体初始分布装置;另一方面,塔板所需费用要远低于规整填料,正式是因为板式塔的结构简单,造价较低两大优点,导致具有比较大的经济优势。
乙醇_水精馏塔设计说明

乙醇_水精馏塔设计说明
1.设备选型
2.工艺流程
(1)加热阶段:将乙醇_水混合物加热到沸点,使其部分汽化,进入下一个阶段。
(2)蒸馏阶段:乙醇和水在塔内进行汽液两相的分离,高纯度的乙醇向上升腾,低纯度的水向下流动。
(3)冷凝阶段:将高纯度的乙醇气体冷凝成液体,便于收集和储存。
(4)分离阶段:将冷凝后的液体进一步分离,得到纯度较高的乙醇和水。
3.操作参数
(1)温度控制:加热阶段需要将混合物加热到适当的沸点,通常控制在80-100摄氏度。
而在蒸馏阶段,控制塔顶和塔底的温度差异,有助于提高分离效果。
(2)压力控制:塔的进料和出料口通常需要控制一定的压力,以保证流量的稳定。
(3)流量控制:塔内液体的流速对塔的操作效果有较大影响,需保持适当的流速,通常通过调节塔顶和塔底的流量或液位来实现。
4.塔的结构及内件设计
乙醇_水精馏塔的结构包括塔壳、进料装置、分离器、冷凝器、再沸器、集液器等。
其中,塔内需要配置一些内件,如填料和板式塔板等,以
提高传质和传热效果。
填料可采用金属或塑料材料,板式塔板可选用槽式、波纹式等不同形式。
通过合理配置和设计这些内件,提高乙醇_水分离效果。
综上,乙醇_水精馏塔的设计需要综合考虑设备选型、工艺流程、操
作参数以及塔的内部结构等因素。
通过合理的设计和选择,可以实现高效
分离乙醇和水的目的。
乙醇-水精馏塔设计

化工原理课程设计任务设计题目:乙醇-水精馏塔设计设计条件系统进料:25ºC处理量: 25,000吨/年进料浓度:28%乙醇(质量)处理要求:塔顶乙醇浓度≥ 94% (质量)塔底乙醇浓度≤ 0.1%(质量)塔顶压强:4kPa(表压)进料状态:泡点进料回流比: 1.7Rmin冷却水温:25ºC加热蒸汽: 0.2MPa(表压)设备形式:筛板塔年工作时: 7200小时年工作日: 300天(连续操作)塔顶冷凝器采用全凝器塔低再沸器为间接蒸汽加热目录一、前言----------------------------------------------------3二、设计方案简介-------------------------------------------3三、工艺流程图及说明--------------------------------------4四、工艺计算及精馏塔设计--------------------------------41、工艺条件------------------------------------------------42、气液平衡数据及相图--------------------------------------53、全塔物料衡算.--------------------------------------------64、工艺条件下物性计算---------------------------------------75、塔板数的确定--------------------------------------------146、精馏塔内气液负荷计算------------------------------------167、塔和塔板主要工艺尺寸计算--------------------------------178、塔内工艺条件数据一览表----------------------------------25五、精馏塔附属设备的设计选型1、换热器的选型计算 ---------------------------------------252、接管的选型计算------------------------------------------273、储槽的选型计算------------------------------------------294、泵的选型计算------------------------------------------305、温度计的选型------------------------------------------316、压力计的选型------------------------------------------317、液位计的选型------------------------------------------318、流量计的选型------------------------------------------329、辅助设备一览表- -----------------------------------------33六、选用符号说明---------------------------------------34七、参考文献------------------------------------------35八、结束语------------------------------------------36一、前言乙醇(C2H5OH),俗名酒精,是基本的工业原料之一,与酸碱并重,它作为再生能源犹为受人们的重视。
分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇-水的精馏塔设计设计人员:所在班级:化学工程与工艺成绩:指导老师:日期:化工原理课程设计任务书一、设计题目:乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件(1)进精馏塔的料液含乙醇35%(质量分数,下同),其余为水;(2)产品的乙醇含量不得低于90%;(3)塔顶易挥发组分回收率为99%;(4)生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品;(5)每年按330天计,每天24小时连续运行。
(6)操作条件a)塔顶压强 4kPa (表压)b)进料热状态自选c)回流比自选d)加热蒸汽压力低压蒸汽(或自选)e)单板压降 kPa。
三、设备形式:筛板塔或浮阀塔四、设计内容:1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算;2)塔板数的确定;3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算;5)塔板主要工艺尺寸的计算;6)塔板的流体力学验算;7)塔板负荷性能图;8)精馏塔接管尺寸计算;9)对设计过程的评述和有关问题的讨论;2、设计图纸要求;1)绘制生产工艺流程图(A2 号图纸);2)绘制精馏塔设计条件图(A2 号图纸);五、设计基础数据:1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据;2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。
一、设计题目:乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件:进精馏塔的料液含乙醇35%(质量分数,下同),其余为水;产品的乙醇含量不得低于90%;塔顶易挥发组分回收率为99%,生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品;每年按330天计,每天24小时连续运行。
塔顶压强 4kPa (表压)进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽(或自选)单板压降≤0.7kPa。
三、设备形式:筛板塔四、设计内容:1)精馏塔的物料衡算:原料乙醇的组成 xF==0.1740原料乙醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90%平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨/年,.则 qn,F所以,qn,D2)塔板数的确定:甲醇—水属非理想体系,但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。
分离乙醇水的精馏塔设计

分离乙醇水的精馏塔设计乙醇水精馏塔是一种用于分离乙醇和水的设备。
在这种精馏塔中,乙醇和水的混合物被加热,使其沸点降低,然后通过不同的沸点将两种液体分离出来。
下面是一个简单的乙醇水精馏塔设计:1. 塔体设计:精馏塔通常由一个垂直的圆柱形塔体和内部填料组成。
塔体内部通常分为若干个段,每个段都有一个或多个塔板或填料层。
通过管道,将混合物从底部引入,加热蒸发,然后从顶部输出。
2. 加热系统:乙醇水混合物在精馏塔中被加热,使其沸点降低。
通常采用蒸汽或热水来加热塔体,通过外部加热交换器将能量传递给塔体内的混合物。
3. 分离原理:乙醇和水的沸点不同,所以在塔体内加热时,乙醇和水会分别蒸发,并在不同的段或填料层分离。
乙醇的沸点比水低,所以乙醇首先蒸发,然后在塔体内向上升,水则在更低的位置蒸发,形成乙醇和水的分离。
4. 冷凝系统:在塔体的顶部设置冷凝器,将上升的蒸汽冷凝成液体,分离出乙醇和水。
分离后的乙醇和水分别通过不同的管道送出。
5. 控制系统:精馏塔需要一个精确的控制系统来控制加热和冷却过程,以确保分离效果达到最佳状态。
总的来说,乙醇水精馏塔通过加热和冷凝的过程,利用乙醇和水的沸点差异,将两种液体有效分离。
这种精馏塔设计可以在工业生产中用于大规模分离乙醇和水,满足不同领域的需求。
很高兴继续为您介绍乙醇水精馏塔的相关内容。
6. 塔板或填料层设计:精馏塔内部通常设置有塔板或填料层,用于增加表面积,促进蒸汽和液体的接触,从而促进分离。
常用的塔板类型包括泡沫塔板和穿孔塔板,填料层则可以选择球状或鼓形填料等。
这些设计可有效提高乙醇和水的分离效率。
7. 操作方法:在精馏过程中,需要注意控制加热温度、冷却温度、流速等参数,以保证所得到的乙醇和水的纯度和分离效率。
为此,通常采用自动化控制系统,监测和调整各项参数,提高操作的稳定性和效率。
8. 安全措施:在乙醇水精馏过程中,需要注意防止乙醇的挥发和着火,避免发生危险。
因此,需要设置相应的通风排气系统,并且保证设备的密封性良好。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
化工原理课程设计说明书(设计题目:乙醇-水精馏塔设计设计者:专业:化学工程与工艺学号:指导老师:"2006年6月19日化工原理课程设计任务设计题目:乙醇-水精馏塔设计)设计条件系统进料:25ºC处理量: 25,000吨/年进料浓度:28%乙醇(质量)处理要求:塔顶乙醇浓度≥ 94% (质量)塔底乙醇浓度≤ %(质量)塔顶压强:4kPa(表压)进料状态:泡点进料…回流比:冷却水温: 28ºC加热蒸汽: MPa(表压)设备形式:筛板塔年工作时: 7200小时年工作日: 300天(连续操作)塔顶冷凝器采用全凝器塔低再沸器为间接蒸汽加热;目录一、前言……………………………………………………………二、设计方案简介…………………………………………………三、|艺流程图及说四、工明…………………………………………...五、工艺计算及精馏塔设计1、工艺条件……………………………………………………………..2、汽液平衡数据………………………………………………………..3、物料衡算……………………………………………………………….4、实际塔板数确定………………………………………………………5、精馏塔内汽液负荷计算…………………………………………………6、工艺条件及物性数据计算………………………………………………7、}8、塔和塔板主要工艺尺寸计算…………………………………………9、塔板负荷性能图…………………………………………………………六、辅助设备设选型计算七、课程设计的其它问题………………………………………..八、选用符号说明………………………………………………九、参考文献…………………………………………………….十、结束语…………………………………………………………、前言#乙醇(C2H5OH),俗名酒精,是基本的工业原料之一,与酸碱并重,它作为再生能源犹为受人们的重视。
工业上常用发酵法(C6H10O5)n和乙烯水化法制取乙醇。
乙醇有相当广泛的用途,除用作燃料,制造饮料和香精外,也是一种重要的有机化工原料,如用乙醇制造乙酸、乙醚等;乙醇又是一种有机溶剂,用于溶解树脂,制造涂料。
众所周知,在医药卫生方面,乙醇作为消毒杀菌剂而造福于人类。
人类餐饮饭桌上饮用各种酒品,乙醇也是其中不可或缺的组成部分,如:啤酒含3%~5%,葡萄酒含6%~20%,黄酒含8%~15%,白酒含50%~70%(均为体积分数)。
据有关资料表明,乙醇对人体具有营养价值。
现在,乙醇成为了一种新型替代能源-乙醇汽油。
按照我国的国家标准,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。
它可以有效改善油品的性能和质量,降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。
它不影响汽车的行驶性能,还减少有害气体的排放量。
乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是目前世界上可再生能源的发展重点,符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向,技术上成熟安全可靠,在我国完全适用,具有较好的经济效益和社会效益。
乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节,是重要的化工单元。
其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低,均影响乙醇生产的产量及品质。
工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇,单不管用何种方法生产乙醇,精馏都是其必不可少的单元操作。
本次设计的精馏塔是为了精馏乙醇以得到高纯度的乙醇,要求达到塔顶馏出物浓度(≥94%(wt%)),塔底浓度(≤%(wt%))。
本设计采用填料塔,与板式塔相比,填料塔有一下优点:(1)生产能力大;(2)分离效率高;(3)压力降小;(4)持液量小;(5)操作弹性大。
&)设计方案简介'}#工艺流程图及说明[…、工艺计算及精馏塔设计1、工艺条件正如前面设计任务书,本次设计工艺条件如下:进料温度: 25ºC处理量: 25,000吨/年进料浓度: 28%乙醇(wt%)~处理要求:塔顶乙醇浓度≥ 94%(质量)塔底乙醇浓度≤ %(质量)塔顶压强: 4kPa(表压)进料状态:泡点进料回流比:冷却水温: 28ºC加热蒸汽: MPa设备形式:填料塔—塔顶冷凝采用全凝器塔低再沸器为间壁加热年工作日:300天(连续操作)年工作时:7200小时2、汽液平衡数据及t-x-y, x-y图(1)乙醇和水的汽液平衡数据如下:表一:乙醇-水二元汽液平衡数据(2)作t-x-y 和 x-y 图3、全塔物料衡算*(1)由质量分数求摩尔分数乙醇相对分子质量 M A =46.07g/mol ;水的相对分子质量 M B =18.02 g/mol 。
进料、塔顶、塔底质量分数:F a =29%(wt%);D a =94%;W a =%。
()1320.002.18/)28.01(07.46/28.007.46/28.0/1//=-+=-+=B F A F A F F M a M a M a x()8597.002.18/)94.01(07.46/94.007.46/94.0/1//=-+=-+=B D A D A D D M a M a M a x()0004.002.18/)001.01(07.46/001.007.46/001.0/1//=-+=-+=B W A W A W W M a M a M a x将以上计算结果列为下表表二:进料、塔顶、塔釡物料摩尔分数(2)全塔物料衡算进料平均相对分子量:=-⨯+⨯=-)1(D B D A x M x M M 21.723 kg/kmol进料量:F =平均分子量总生产时间年处理量1⨯==⨯⨯⨯6.3723.21172001000000,25s物料衡算:⎩⎨⎧⨯=⨯+⨯=+⇒⎩⎨⎧+=+=1320.04.44W 0.0004D 8597.04.44W D Wx Dx Fx W D F WD F·解得:D=s, W=s6、工艺条件物性计算工艺条件物性的计算包括:操作压强、温度、平均分子量、平均密度、液体表面张力、液体黏度及表格。
下面分别计算以上各个物性数据。
6.1 温度的计算为了考察精馏塔内物质的状态性质,需要计算塔内各部分的温度具体为: 塔顶、进料口、塔釡、精馏段平均温度、提馏段平均温度。
利用表一中数据由拉格朗日插值可求得 F t D t WtF t :F F t t ⇒--=--,38.1220.133.8561.1638.121.843.85= º C (F x =<D t :=⇒--=--D D t t ,43.8979.8515.7872.7443.8941.7815.78 º C (D x =W t :=⇒--=--W W t t ,004.010090.105.95100º C (W x =可知塔内的各个温度为下:塔顶=D t ºC ;进料口 07.85=F t ºC ;塔釡 905.99=W t ºC ;精馏段平均温度 64.812/)(1=+=-F D t t t ºC ;提馏段平均温度487.922/)(2=+=-W F t t t ºC 。
6.2 操作压强乙醇、水的饱和蒸汽压可以用下式计算:tC BA p s+-=lg 式中:p 为蒸气压mmHg ;A 、B 、C 为常数;t 为摄氏温度(ºC )%表三:乙醇、水安托尼常数(摘自:物化实验)6.2.1 塔顶压力:=D t ºC ,D x =由安托尼公式可以计算出该温度下,=sA p , =sB p 假设该物系为理想物系:=⨯-+⨯=-+=034.44)8579.01(845.1008579.0)1(sB D s A D D P x P x P6.2.2 进料处:07.85=F t ºC ,F x = 同上,可以计算出该温度下,=sA p , =sB p=⨯-+⨯=-+=964.57)132.01(469.131132.0)1(sB F s A F F P x P x P@6.2.3 塔釡:99.905=W t ºC , W x =(同上计算可得)=s A p , =sB p=-+⨯=-+=98.100)0004.01(455.2240004.0)1(sB W s A W W p x p x P6.2.4 精馏段:64.811=-t ºC 平均液相组成:73.325.8164.8108.2673.323.825.811--=--x =⇒1x所以有=sA p , =sB p=⨯-+⨯=-+=598.50)3157.01(315.1153157.0)1(111sB s A p x p x P6.2.5 提馏段:487.922=-t ºC[平均液相组成:9.15.95487.9221.790.10.895.952--=--x =⇒2x所以有 =s A p , =sB p=⨯-+⨯=-+=998.76)0436.01(863.1720436.0)1(222sB s A p x p x P平均分子量的计算利用拉格朗日插值法,结合表一中数据,计算精馏段和提馏段内平均汽液相组成。
6.3.1 液相组成由以上计算可知精馏段和提馏段的液相组成分别为:=1x ,=2x 。
汽相组成 $ 精馏段:73.325.8164.8108.2673.323.825.811--=--y ⇒ =1y提馏段:,00.175.95487.9291.3800.170.895.952--=--y ⇒ =2y所以精馏段和提馏段的平均液相组成分别为=1x , =2x ,=1y ,=2y 。
6.3.2 计算平均分子量 精馏段:kmolkg M x M x M M y M y M B A L B A V /86.2602.18)3157.01(07.463157.0)1(ol 34.24kg/km 02.18)5783.01(07.465783.0)1(111111=⨯-+⨯=-+==⨯-+⨯=-+===提馏段:kmolkg M x M x M kmol kg M y M y M B A L B A V /24.1902.18)0.04361(07.460.0436)1(/64.2502.18)2716.01(07.462716.0)1(222222=⨯-+⨯=-+==⨯-+⨯=-+=--平均密度用下式计算密度,混合液密度:BBAALa a ρρρ+=1混合气密度:=V ρ004.22TP MP T -。
)其中:a 为质量分数,-M 为平均相对分子质量不同温度下乙醇和水的密度如下表(A ρ表示乙醇,B ρ表示水)求64.811=-t º C ,487.922=-t ºC 下乙醇和水的平均密度:64.811=-t ºC ,7358064.817357308085--=--A ρ ⇒ A ρ=733.39 kg/m 38.9718064.818.9716.9688085--=--B ρ ⇒ B ρ=970.75 kg/m 3同理:487.922=-t º C ,=A 'ρ722.01 kg/m 3=B 'ρ963.58kg/m 3》精馏段:5412.0)02.186843.007.463157.0/(07.463157.0=⨯+⨯⨯=A a液相:BBAAL a a ρρρ+=11=75.9705412.0139.7335412.0-+⇒ 1L ρ=826.04 kg/m 3汽相:=1V ρ004.22TP M P T -==+⨯⨯)64.8115.273(4.2224.3415.273 1.177 kg/m 3 提馏段:1046.0)02.189537.007.460436.0/(07.460436.0'=⨯+⨯⨯=A a 液相B B A A L a a '''''11ρρρ+==75.9638954.001.7221046.0+⇒1'L ρ=931.18kg/m 3 气相 =2V ρ004.22TP M P T -=855.0)487.9215.273(4.2264.2515.273=+⨯⨯kg/m 3 6.5 混合液体表面张力二元有机物-水溶液表面张力可用下列各式计算:4/14/14/1oso wsw mσϕσϕσ+=[式中:00V x V x V x w w w w w +=σ,w w V x V x V x +=00000ϕ ,s w sw sw V V x =ϕ, ss s V Vx 000=ϕ0lg ϕϕq w B = ,)(441.03/23/200w w V qV T q Q σσ-⨯= ,so sw A ϕϕ2lg = Q B A +=, 10=+s sw ϕϕ式中:下角标w ,o ,s 分别代表水、有机物及表面部分,o x ,w x 分别表示主体部分的分子含量,w V ,o V 指主体部分的摩尔分子体积,w σ,o σ为水、有机物的表面张力,对乙醇q =2。