课程设计：分离乙醇和正丙醇(详细版)
乙醇正丙醇分离设计
化工原理课程设计任务书1.设计题目：常压连续筛板式精馏塔分离乙醇—正丙醇二元物系的设计。
2.原始数据及条件：进料：乙醇含量0.5（摩尔分数，下同），其余为正丙醇，F=3400Kg/h,塔顶进入全凝器，塔板压降0.7Kpa。
分离要求：塔顶乙醇含量0.90；回收率为0.95；全塔效率0.55。
操作条件：塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料；R/Rmin=1.6 。
3.设计任务：（1）完成该精馏塔的各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。
（2）画出带控制点的工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。
（3）写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
摘要在本次任务中，根据化工原理课程设计的要求设计的是乙醇----丙醇连续浮阀精馏塔，除了要计算其工艺流程、物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算，以外，并对精馏塔的主要工艺流程进行比较详细的设计，并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图。
本次设计选取回流比R=1.8Rmin=1.6×1.34=2.144应用图解法计算理论版数，求得理论塔板NT为12块（包括塔釜再沸器），第6块为进料板。
设计中采用的精馏装置有精馏塔,冷凝器等设备,采用间接蒸汽加热，物料在塔进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,完成传热传质. 塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。
预热器采用管壳式换热器。
用99.97℃塔釜液加热。
料液走壳程，釜液走管程。
本设计采用了筛板塔对乙醇-丙醇进行分离提纯，塔板为碳钢材料，通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作围。
关键字：乙醇-丙醇筛板塔物料衡算目录第一章概述51.1 精馏操作对塔设备的要求51.2 板式塔类型61.2.1 筛板塔61.2.2浮阀塔6第二章塔板的工艺设计 (7)2.1 精馏塔全塔物料衡算72.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率与物料衡算72.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔质量82.2 理论塔板数的确定82.2.1 理论板层数NT的求取82.2.2 实际板层数的求取10第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算103.1 操作压力计算103.2 操作温度计算113.3 平均摩尔质量计算113.4 平均密度计算123.5 液体平均表面力的计算133.6 液体平均黏度计算15第四章精馏塔的塔体工艺尺寸的计算164.1 塔径的设计计算164.2 塔的有效高度的计算17第五章塔板主要工艺尺寸的计算175.1 溢流装置计算175.2 塔板布置18第六章筛板的流体力学验算196.1 塔板压强降206.1.1 干板阻力c h计算。
课程设计乙醇丙醇
课程设计乙醇丙醇一、教学目标本课程的目标是让学生掌握乙醇和丙醇的性质、制备方法和应用。
通过本课程的学习，学生应能理解乙醇和丙醇的结构特点，掌握它们的物理和化学性质，了解乙醇和丙醇的制备方法以及在不同领域的应用。
此外，学生还应培养实验操作能力和科学思维。
具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握乙醇和丙醇的结构简式和分子式。
（2）了解乙醇和丙醇的物理性质，如熔点、沸点、溶解性等。
（3）掌握乙醇和丙醇的化学性质，如羟基的活泼性、氧化反应、消去反应等。
（4）了解乙醇和丙醇的制备方法，如发酵法、乙烯直接水合法等。
（5）掌握乙醇和丙醇的应用领域，如溶剂、燃料、化妆品等。
2.技能目标：（1）能运用乙醇和丙醇的结构特点解释其性质。
（2）能运用乙醇和丙醇的性质分析其在实际应用中的作用。
（3）能设计实验方案，进行乙醇和丙醇的制备和性质验证。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的科学思维，提高对化学学科的兴趣。
（2）培养学生尊重事实、严谨治学的科学态度。
（3）培养学生关注化学与生活、生产的联系，提高学生的社会责任意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括乙醇和丙醇的结构与性质、制备方法和应用。
具体安排如下：1.乙醇和丙醇的结构特点及其差异。
2.乙醇和丙醇的物理性质，如熔点、沸点、溶解性等。
3.乙醇和丙醇的化学性质，如羟基的活泼性、氧化反应、消去反应等。
4.乙醇和丙醇的制备方法，如发酵法、乙烯直接水合法等。
5.乙醇和丙醇的应用领域，如溶剂、燃料、化妆品等。
6.乙醇和丙醇的实验操作，如制备、性质验证等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：用于讲解乙醇和丙醇的结构、性质、制备方法和应用等基本知识。
2.讨论法：用于探讨乙醇和丙醇的性质与结构、制备方法之间的关系。
3.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生了解乙醇和丙醇在生产、生活中的作用。
4.实验法：让学生亲自动手进行乙醇和丙醇的制备和性质验证，提高实验操作能力。
分离乙醇-正丙醇混合资料
目录第一部分设计方案的确定 (2)1.1塔的选择 (2)1.2操作压力的选择 (4)1.3进料热状况的选择 (4)1.4加热及冷凝方式的选择 (4)1.5回流比的选择 (5)第二部分塔板的工艺设计 (5)2.1精馏段和提馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (5)2.1.1精馏塔全塔物料衡算 (5)2.1.3密度 (7)2.1.4 混合液体平均表面张力 (10)2.1.5 混合物的粘度 (11)2.1.7 气、液相体积流量计算 (12)2.2理论塔板数的计算 (14)2.3 热量衡算 (17)2.3.1.加热介质的选择 (17)2.3.2.冷却剂的选择 (18)2.3.3.比热容及汽化潜热的计算 (18)2.4 塔径的初步计算 (26)2.5 溢流装置 (27)2.5.1堰长W l (27)2.5.2弓形降液管宽度d W 和截面积F A (28)2.5.3 降液管底隙高度0h (28)2.6 塔板分布、浮阀数目与排列 (29)2.6.1塔板分布 (29)2.6.2 浮阀数目与排列 (29)第三部分 塔板的流体力学计算 (33)3.1通过浮阀塔板的压降 (33)3.2淹塔 (34)3.2.1精馏段 (35)3.2.2提馏段 (35)3.3雾沫夹带 (36)3.3.1精馏段 (36)3.3.2提馏段 (37)3.4塔板负荷性能图 (37)3.4.1雾沫夹带线 (37)3.4.2液泛线 (38)3.4.3液相负荷上限 (40)3.4.4漏液线 (40)3.4.5液相负荷下限 (40)3.5浮阀塔工艺设计计算结果 (43)第四部分塔附件的设计 (45)4.1接管 (45)4.1.2回流管 (46)4.1.3塔底出料管 (46)4.1.4塔顶蒸汽出料管 (47)4.1.5塔底进气管 (47)4.1.6法兰 (47)4.2筒体与封头 (48)4.2.1筒体 (48)4.2.2封头 (48)4.3除沫器 (48)4.4裙座 (49)4.5人孔 (50)第五部分塔总体高度的设计 (51)5.1塔的顶部空间高度 (51)5.3塔总体高度 (52)第六部分附属设备的计算 (52)6.1 冷凝器的选择 (52)的选择 (54)6.2再沸器QB第七部分参考文献 (57)第八部分对本设计的评述 (58)附录乙醇—正丙醇二元物系浮阀式精馏塔设计图 (50)设计任务书1.设计题目：分离乙醇—正丙醇混合物系浮阀式精馏塔的设计2.原始数据及条件：进料：乙醇含量35%（质量分数，下同），其余为正丙醇分离要求：塔顶乙醇含量90%；塔底乙醇含量0.01%生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液25000吨，年开工7200小时操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料；R=53.设计任务：1、精馏塔的工艺设计；2、附属设备（如再沸器、冷凝冷却器）进行简单计算并选型（不必校核）；3、绘制塔板负荷性能图、精馏塔设备图；4、编写设计说明书第一部分设计方案的确定精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。
乙醇和正丙醇物系分离系统设计方案
乙醇和正丙醇物系分离系统设计方案1 绪论目前研究最为热门的精馏塔可算是填料塔，也是取得许多成果的领域。
规整填料及各种高效填料开发成功后，在工业上的应用范围逐步扩大，打破了填料只适用于小塔的概念，而且在减压和常压精馏场合呈现出了取代板式塔的趋势，尤其是在老塔的扩充改造中。
板式塔是目前最主要的精馏塔塔型，对它的研究一直长盛不衰。
筛板塔和浮阀塔成功取代泡罩塔是效益巨大的成果，板式塔的设计已达到较高的水平，结果比较可靠。
具有各种特点的新型塔板的开发研究不断展开。
随着筛板塔泡罩塔的不断改进，浮阀塔产生了，它结合了两者的优点有具有自己的特点。
本设计中我们选用浮阀塔，浮阀塔具有结构简单，造价低，制造方便，塔板开孔率大，生产能力大等优点。
但在设计中使用不当，会引起阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。
由于浮阀塔的上述优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。
近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，为减少对传质的不利影响，可将塔板的液体进入区制突起的斜台状，这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。
浮阀塔多用不锈钢板或合金。
实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。
本设计是采用浮阀塔板连续精馏分离乙醇和正丙醇的混合溶液，由于浮阀塔的研究比较成熟，因此本设计的结果有较高的可信度。
2 设计方案说明2.1设计方案的确定2.1.1装置流程的确定装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等设备。
蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。
连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等特点，适合原料处理量大且需获得组成一定的产品的混合物的分离，工业生产中以连续蒸馏为主。
因此本设计中采用连续精馏。
由于乙醇-正丙醇物系可以用循环水作冷却介质，减少冷却费用。
分离乙醇正丙醇混合液的精馏塔设计课程设计
一设计任务书 (2)二塔板的工艺设计 (3)（一）设计方案的确定 (3)（二）精馏塔的物料衡算 (3)1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数 (3)2. 物料衡算 (4)(三)物性参数的计算 (4)1.操作温度的确定 (5)2. 密度的计算 (5)3.混合液体表面张力的计算 (11)4.混合物的粘度 (12)5.相对挥发度 (14)(四)理论板数及实际塔板数的计算 (15)1.理论板数的确定 (15)2.实际塔板数确定 (18)(五)热量衡算 (19)1.加热介质的选择 (19)2. 冷却剂的选择： (19)3.比热容及汽化潜热的计算 (19)(六)塔径的初步设计 (25)1.汽液相体积流量的计算 (25)2.塔径的计算与选择 (26)(七)溢流装置 (29)1.堰长 (29)2.弓形降液管的宽度和横截面积 (30)3.降液管底隙高度 (31)4.塔板分布 (31)5. 浮阀数目与排列 (32)（八)汽相通过浮阀塔板的压降 (35)1.精馏段 (35)2.提馏段 (36)（九)淹塔 (37)1.精馏段 (37)2.提馏段 (38)（十)雾沫夹带 (38)（十一)塔板负荷性能图 (40)1.雾沫夹带线 (40)2.液泛线 (41)3.液相负荷上限线 (43)4.漏液线 (43)5.液相负荷下限线 (44)三、塔总体高度计算 (47)1.塔顶封头 (47)2.塔顶空间 (47)3.塔底空间 (48)5.进料板处板间距 (48)6.裙座 (48)四、塔的接管 (50)1.进料管 (50)2.回流管 (50)3.塔底出料管 (51)4.塔顶蒸汽出料管 (51)5.塔底蒸汽管 (51)五、塔的附属设备设计 (52)1.冷凝器的选择 (52)2.再沸器的选择 (53)六、参考文献 (54)七、设计评述 (55)一、设计任务书【设计题目】分离乙醇-正丙醇混合液的精馏塔设计【设计条件】进料：乙醇含量35%（质量分数，下同），其余为正丙醇分离要求：塔顶乙醇含量90%；塔底乙醇含量0.01%生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液25000吨，年工7200小时操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料； R=5【设计计算】塔板的工艺设计（一）设计方案的确定本设计的任务是分离乙醇-正丙醇混合液。
乙醇-正丙醇混合液精馏塔设计
北京理工大学珠海学院课程设计任务书2013 ～2014学年第一学期学生姓名：专业班级： 11化工2班指导教师：李青云工作部门：化工与材料学院一、课程设计题目乙醇和正丙醇物系分离系统的设计二、课程设计内容（含技术指标）1.设计条件生产能力：料液处理量50000吨/年（每年按300天生产日，每天24小时计算）原料状态：乙醇含量35%（wt%）；温度：25℃；压力：100kPa；泡点进料；分离要求：塔顶馏出液中乙醇含量98%（wt%）；塔釜正丙醇含量98.4%（wt%）操作压力：100kPa其它条件：（1）塔板类型：浮阀塔板；（2）塔顶采用全凝器；（3）R=1.6R m（4）塔底加热蒸汽压力0.2mPa（表压）；（5）单板压降不大于0.7kPa；2.具体设计内容和要求（1）设计工艺方案的选定（2）精馏塔的工艺计算（3）塔板和塔体的设计（4）水力学验算（5）塔顶全凝器的设计选型（6）塔釜再沸器的设计选型（7）进料泵的选取（8）绘制流程图（9）编写设计说明书（10）答辩三、进度安排四、基本要求教研室主任签名：2013年11月10日摘要精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等领域中被广泛应用。
精馏塔所用的塔板分为浮阀塔板、泡罩塔板和筛孔塔板。
浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。
本设计对年处理量为五万吨乙醇-正丙醇的浮阀连续精馏塔进行了设计。
通过插值法计算出塔内各部位的温度、密度、表面张力、粘度、相对挥发度等各项物性数据；通过逐板法计算出理论板数、板效率、实际板数、进料位置，在板式塔工艺中计算出塔径、有效塔高、筛孔数并通过流体力学的验算，符合各项指标，最后，确定了塔顶全凝器冷却水的用量以及塔底再沸器中加热蒸汽的用量，同时对输送各股物流的管径进行了设计；结果表明，本设计合理。
关键词：连续精馏；浮阀精馏塔；精馏塔设计；乙醇；正丙醇目录1 绪论 (1)2 设计方案说明 (2)2.1确定设计方案 (2)2.2工艺流程图 (2)3 精馏塔的工艺计算 (4)3.1 工艺条件和物性参数计算 (4)3.2 物性参数计算 (5)3.3 理论塔板数及实际塔板数计算 (9)3.4 塔径的初步设计 (11)3.5 溢流装置 (13)3.6 塔板分布、浮阀数目与排列 (14)4 塔板的流体力学计算 (17)4.1 汽相通过浮阀塔板的压降 (17)4.2 淹塔 (18)4.3 雾沫夹带 (19)4.4 塔板负荷性能图 (19)5 塔总体高度的计算 (25)5.1 塔顶封头 (25)5.2 塔顶空间 (25)5.3 塔底空间 (25)5.4 人孔 (25)5.5 进料板处板间距 (26)5.6 裙座 (26)6 塔的接管 (27)6.1 进料管 (27)6.2 回流管 (27)6.3 塔底出料管 (27)6.4 塔顶蒸气出料管 (28)6.5 塔底蒸气进气管 (28)7 热量衡算 (29)7.1 热量示意图 (29)7.2 热量衡算 (29)7.3 塔的附属设备设计 (32)8 主要符号说明 (34)附录1 精馏段和提馏段的浮阀孔局部排布图 (36)附录2 工艺流程图[10] (37)总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)1 绪论塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的传质介质设备。
课程设计：分离乙醇和正丙醇(详细版)
一、课程设计题目乙醇和正丙醇物系分离系统的设计二、课程设计内容（含技术指标）1.设计条件生产能力：25000吨/年（每年按300天生产日计算）原料状态：乙醇含量35%（wt%）；温度：25℃；压力：100kPa；泡点进料；分离要求：塔顶馏出液中乙醇含量99%（wt%）；塔釜乙醇含量2%（wt%）操作压力：100kPa其它条件：塔板类型：浮阀塔板；塔顶采用全凝器；R=1.5R m2.具体设计内容和要求（1）设计工艺方案的选定（2）精馏塔的工艺计算（3）塔板和塔体的设计（4）水力学验算（5）塔顶全凝器的设计选型（6）塔釜再沸器的设计选型（7）进料泵的选取（8）绘制流程图（9）编写设计说明书（10）答辩三、进度安排四、基本要求教研室主任签名：年月日摘要精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等领域中被广泛应用。
精馏是使易挥发组分进入气相，难挥发组分进入液相，从而使液体混合物分离。
本次设计任务为处理25000吨/年的乙醇和正丙醇混合物。
浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。
这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。
但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。
浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。
本设计通过物料衡算，热量衡算，工艺计算，结构设计和校核等一系列工作来设计一个具有可行性的合理的浮阀塔。
关键词浮阀塔乙醇正丙醇回流比第一章绪论1.1浮阀塔的简介：浮阀塔是20世纪50年代开发的一种新塔型，其特点是在筛板塔基础上，在每个筛孔除安装一个可上下移动的阀片。
当筛孔气速高时，阀片被顶起上升，空速低时，阀片因自身重而下降。
阀片升降位置随气流量大小自动调节，从而使进入夜层的气速基本稳定。
又因气体在阀片下侧水平方向进入液层，既减少液沫夹带量，又延长气液接触时间，故收到很好的传质效果。
分离乙醇-正丙醇
100
乙醇
0.601
0.495
0.361
正丙醇
0.899
0.619
0.444
根据内差法求不同温度下的粘度
B 查表，得 ,
查表，得 ,
(1)精馏段粘度：
(1)提留段粘度:
2.2.5相对挥发度
(1)精馏段的平均相对挥发度:
(2)提留段的平均相对挥发度:
2.2.6气液相体积流量计算
kmol/s
（1）精馏段
2.6.2浮阀数目与排列
(1)精馏段
取阀孔动能因子F0=12.则孔速
每层塔板上浮阀数目为
取边缘区宽度 破沫区宽度
计算塔板上的鼓泡区面积，即
其中
所以
浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一个横排的孔心距t=75mm
则排间距：
按t=75mm , 以等腰三角形叉排方式作图，排得阀数154个
按N=154重新核算孔速及阀孔动能因子
3.1通过浮阀塔板的压降
气体通过塔板时，需克服塔板本身的干板阻力、板上充气液层的阻力及液体表面张力造成的阻力，这些阻力即形成了塔板的压降。气体通过塔板的压降△Pp可由 和 计算
式中hc——与气体通过塔板的干板压降相当的液柱高度，m液柱；
hl——与气体通过板上液层的压降相当的液柱高度，m液柱；
hσ——与克服液体表面张力的压降相当的液柱高度，m液柱。
由Excel计算结果见表2.3：
表2.3逐板法计算理论塔板数结果
x编号
x的值
y编号
y的值
x1
0.983913
y1
0.9923
x2
0.969513
y2
0.985295
x3
0.945348
乙醇正丙醇分离设计
化工原理课程设计任务书1.设计题目：常压连续筛板式精馏塔分离乙醇—正丙醇二元物系的设计。
2.原始数据及条件：进料：乙醇含量0.5（摩尔分数，下同），其余为正丙醇，F=3400Kg/h,塔顶进入全凝器，塔板压降0.7Kpa。
分离要求：塔顶乙醇含量0.90；回收率为0.95；全塔效率0.55。
操作条件：塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料；R/Rmin=1.6 。
3.设计任务：（1）完成该精馏塔的各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。
（2）画出带控制点的工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。
（3）写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
摘要在本次任务中，根据化工原理课程设计的要求设计的是乙醇----丙醇连续浮阀精馏塔，除了要计算其工艺流程、物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算，以外，并对精馏塔的主要工艺流程进行比较详细的设计，并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图。
本次设计选取回流比R=1.8Rmin=1.6×1.34=2.144应用图解法计算理论版数，求得理论塔板NT为12块（包括塔釜再沸器），第6块为进料板。
设计中采用的精馏装置有精馏塔,冷凝器等设备,采用间接蒸汽加热，物料在塔进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,完成传热传质. 塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。
预热器采用管壳式换热器。
用99.97℃塔釜液加热。
料液走壳程，釜液走管程。
本设计采用了筛板塔对乙醇-丙醇进行分离提纯，塔板为碳钢材料，通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作围。
关键字：乙醇-丙醇筛板塔物料衡算目录第一章概述 (5)1.1 精馏操作对塔设备的要求 (5)1.2 板式塔类型 (6)1.2.1 筛板塔 (6)1.2.2浮阀塔 (6)第二章塔板的工艺设计 (7)2.1 精馏塔全塔物料衡算 (7)2.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率与物料衡算 (7)2.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔质量 (8)2.2 理论塔板数的确定 (9)2.2.1 理论板层数NT的求取 (9)2.2.2 实际板层数的求取 (10)第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (11)3.1 操作压力计算 (11)3.2 操作温度计算 (11)3.3 平均摩尔质量计算 (11)3.4 平均密度计算 (12)3.5 液体平均表面力的计算 (14)3.6 液体平均黏度计算 (15)第四章精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (16)4.1 塔径的设计计算 (16)4.2 塔的有效高度的计算 (17)第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (17)5.1 溢流装置计算 (18)5.2 塔板布置 (19)第六章筛板的流体力学验算 (20)6.1 塔板压强降 (20)6.1.1 干板阻力c h计算。
乙醇正丙醇分离设计
化工原理课程设计任务书1.设计题目：常压连续筛板式精馏塔分离乙醇—正丙醇二元物系的设计。
2.原始数据及条件：进料：乙醇含量0.5（摩尔分数，下同），其余为正丙醇，F=3400Kg/h,塔顶进入全凝器，塔板压降0.7Kpa。
分离要求：塔顶乙醇含量0.90；回收率为0.95；全塔效率0.55。
操作条件：塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料； R/Rmin=1.6 。
3.设计任务：（1）完成该精馏塔的各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。
（2）画出带控制点的工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。
（3）写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
摘要在本次任务中，根据化工原理课程设计的要求设计的是乙醇----丙醇连续浮阀精馏塔，除了要计算其工艺流程、物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算，以外，并对精馏塔的主要工艺流程进行比较详细的设计，并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图。
本次设计选取回流比R=1.8Rmin=1.6×1.34=2.144应用图解法计算理论版数，求得理论塔板NT为12块（包括塔釜再沸器），第6块为进料板。
设计中采用的精馏装置有精馏塔 ,冷凝器等设备,采用间接蒸汽加热，物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,完成传热传质. 塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。
预热器采用管壳式换热器。
用99.97℃塔釜液加热。
料液走壳程，釜液走管程。
本设计采用了筛板塔对乙醇-丙醇进行分离提纯，塔板为碳钢材料，通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。
关键字：乙醇-丙醇筛板塔物料衡算目录第一章 概述 (4)1.1 精馏操作对塔设备的要求 (4)1.2 板式塔类型 (4)1.2.1 筛板塔 (4)1.2.2浮阀塔 (5)第二章 塔板的工艺设计 (6)2.1 精馏塔全塔物料衡算 (6)2.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率与物料衡算 (6)2.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔质量 (6)2.2 理论塔板数的确定 (6)2.2.1 理论板层数NT 的求取 (6)2.2.2 实际板层数的求取 (8)第三章 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)3.1 操作压力计算 (9)3.2 操作温度计算 (9)3.3 平均摩尔质量计算 (9)3.4 平均密度计算 (10)3.5 液体平均表面张力的计算 (11)3.6 液体平均黏度计算 (13)第四章 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (14)4.1 塔径的设计计算 (14)4.2 塔的有效高度的计算 (15)第五章 塔板主要工艺尺寸的计算 (16)5.1 溢流装置计算 (16)5.2 塔板布置 (17)第六章 筛板的流体力学验算 (19)6.1 塔板压强降 (19)6.1.1 干板阻力c h 计算。
乙醇-正丙醇的分离设计.doc
乙醇-正丙醇的分离设计.化工原理课程设计作业1。
设计主题:常压连续筛板蒸馏塔中乙醇-正丙醇二元体系的分离设计。
2.原始数据和条件:提要:乙醇含量为0.5(摩尔分数，下同)，其余为正丙醇，F=3400Kg千克/小时，塔顶进入全冷凝器，塔板压降为0.7千帕。
分离要求: 塔顶乙醇含量为0.90；回收率为0.95。
整个塔的效率是0.55。
操作条件:塔顶压力为1.03atm(绝对压力)；泡点进料；R/Rmin=1.6 .3.设计任务:(1)完成精馏塔的工艺设计，包括设备设计和辅助设备选型。
(2)绘制带控制点的工艺流程图、塔盘布置图和精馏塔设计工况图。
(3)编写精馏塔的设计规范，包括设计结果总结和设计评价。
本课题根据化工原理课程设计的要求，设计了乙醇-常压连续筛板精馏塔分离乙醇-正丙醇二元体系。
2.原始数据和条件:提要:乙醇含量为0.5(摩尔分数，下同)，其余为正丙醇，F=3400Kg千克/小时，塔顶进入全冷凝器，塔板压降为0.7千帕。
分离要求: 塔顶乙醇含量为0.90；回收率为0.95。
整个塔的效率是0.55。
操作条件:塔顶压力为1.03atm(绝对压力)；泡点进料；R/Rmin=1.6 .3.设计任务:(1)完成精馏塔的工艺设计，包括设备设计和辅助设备选型。
(2)绘制带控制点的工艺流程图、塔盘布置图和精馏塔设计工况图。
(3)编写精馏塔的设计规范，包括设计结果总结和设计评价。
在本课题中，根据化工原理课程设计的要求，设计的是乙醇:乙醇-丙醇筛板塔物料平衡目录第一章总结了51.1精馏操作对塔设备的要求51.2板式塔51.2.1筛板塔51.2.2浮阀塔6第二章塔板工艺设计72.1精馏塔总塔物料平衡72.1进料液和塔顶、塔底产品摩尔分数和物料平衡72.1.2原料液和塔顶、塔底产品摩尔质量72.2理论塔板数的测定72.2.1理论塔板数的测定NT 72.2.2实际塔板数的测定9第3章精馏塔工艺条件和相关物理性能数据的计算103.1操作压力的计算103.2操作温度的计算103.3平均摩尔质量的计算103.4平均密度的计算113.5液体平均表面张力的计算123.6液体平均粘度的计算14第4章蒸馏塔的工艺尺寸计算154.1塔直径的计算154.2塔有效高度的计算16第5章塔盘主要工艺尺寸的计算175.1溢流装置的计算175.2塔盘的布置18第6章塔盘的流体力学计算XXXX 3月[4] 《化工工艺设计手册上》，6月XXXX版[5] 《化工工艺设计手册下》，6月XXXX 版[6] 《化工原理》(第二卷)，大连理工大学编辑。
分离乙醇正丙醇混合液的精馏塔设计课程设计共46页文档
TOC \o "1-3" \h \u 一设计任务书..PAGEREF _Toc7399 2二塔板的工艺设计 (5)（一）设计方案的确定 (5)（二）精馏塔的物料衡算 (5)1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数 (5)2. 物料衡算 (6)(三)物性参数的计算 (6)1.操作温度的确定 (7)2. 密度的计算 (7)3.混合液体表面张力的计算 (11)4.混合物的粘度 (12)5.相对挥发度 (13)(四)理论板数及实际塔板数的计算 (14)1.理论板数的确定 (14)2.实际塔板数确定 (18)(五)热量衡算 (18)1.加热介质的选择 (18)2. 冷却剂的选择： (19)3.比热容及汽化潜热的计算 (19)(六)塔径的初步设计 (23)1.汽液相体积流量的计算 (23)2.塔径的计算与选择 (23)(七)溢流装置 (25)1.堰长 (25)2.弓形降液管的宽度和横截面积 (25)3.降液管底隙高度 (26)4.塔板分布 (26)5. 浮阀数目与排列 (26)（八)汽相通过浮阀塔板的压降 (29)1.精馏段 (29)2.提馏段 (30)（九)淹塔 (30)1.精馏段 (30)2.提馏段 (31)（十)雾沫夹带 (31)（十一)塔板负荷性能图 (32)1.雾沫夹带线 (32)2.液泛线 (34)3.液相负荷上限线 (35)4.漏液线 (35)5.液相负荷下限线 (35)三、塔总体高度计算 (38)1.塔顶封头 (39)2.塔顶空间 (39)3.塔底空间 (39)5.进料板处板间距 (40)6.裙座 (40)四、塔的接管 (40)1.进料管 (40)2.回流管 (41)3.塔底出料管 (41)4.塔顶蒸汽出料管 (41)5.塔底蒸汽管 (42)五、塔的附属设备设计 (42)1.冷凝器的选择 (42)2.再沸器的选择 (43)六、参考文献................................................. .. (5)4七、设计评述................................................. .. (5)5一、设计任务书【设计题目】分离乙醇-正丙醇混合液的精馏塔设计【设计条件】进料：乙醇含量35%（质量分数，下同），其余为正丙醇分离要求：塔顶乙醇含量90%；塔底乙醇含量0.01%生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液25000吨，年工7200小时操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料； R=5【设计计算】塔板的工艺设计（一）设计方案的确定本设计的任务是分离乙醇-正丙醇混合液。
乙醇和正丙醇物系分离系统设计方案
乙醇和正丙醇物系分离系统设计方案1 绪论目前研究最为热门的精馏塔可算是填料塔，也是取得许多成果的领域。
规整填料及各种高效填料开发成功后，在工业上的应用范围逐步扩大，打破了填料只适用于小塔的概念，而且在减压和常压精馏场合呈现出了取代板式塔的趋势，尤其是在老塔的扩充改造中。
板式塔是目前最主要的精馏塔塔型，对它的研究一直长盛不衰。
筛板塔和浮阀塔成功取代泡罩塔是效益巨大的成果，板式塔的设计已达到较高的水平，结果比较可靠。
具有各种特点的新型塔板的开发研究不断展开。
随着筛板塔泡罩塔的不断改进，浮阀塔产生了，它结合了两者的优点有具有自己的特点。
本设计中我们选用浮阀塔，浮阀塔具有结构简单，造价低，制造方便，塔板开孔率大，生产能力大等优点。
但在设计中使用不当，会引起阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。
由于浮阀塔的上述优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。
近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，为减少对传质的不利影响，可将塔板的液体进入区制突起的斜台状，这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。
浮阀塔多用不锈钢板或合金。
实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。
本设计是采用浮阀塔板连续精馏分离乙醇和正丙醇的混合溶液，由于浮阀塔的研究比较成熟，因此本设计的结果有较高的可信度。
2 设计方案说明2.1设计方案的确定2.1.1装置流程的确定装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等设备。
蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。
连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等特点，适合原料处理量大且需获得组成一定的产品的混合物的分离，工业生产中以连续蒸馏为主。
因此本设计中采用连续精馏。
由于乙醇-正丙醇物系可以用循环水作冷却介质，减少冷却费用。
分离乙醇正丙醇混合液的精馏塔课程设计说明书
一设计任务书 (2)二塔板的工艺设计 (3)（一）设计方案的确定 (3)（二）精馏塔的物料衡算 (3)1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数 (3)2. 物料衡算 (4)(三)物性参数的计算 (4)1.操作温度的确定 (5)2. 密度的计算 (5)3.混合液体表面力的计算 (11)4.混合物的粘度 (12)5.相对挥发度 (14)(四)理论板数及实际塔板数的计算 (15)1.理论板数的确定 (15)2.实际塔板数确定 (18)(五)热量衡算 (19)1.加热介质的选择 (19)2. 冷却剂的选择： (19)3.比热容及汽化潜热的计算 (19)(六)塔径的初步设计 (25)1.汽液相体积流量的计算 (25)2.塔径的计算与选择 (26)(七)溢流装置 (29)1.堰长 (29)2.弓形降液管的宽度和横截面积 (30)3.降液管底隙高度 (31)4.塔板分布 (31)5. 浮阀数目与排列 (32)（八)汽相通过浮阀塔板的压降 (35)1.精馏段 (35)2.提馏段 (36)（九)淹塔 (37)1.精馏段 (37)2.提馏段 (38)（十)雾沫夹带 (38)（十一)塔板负荷性能图 (40)1.雾沫夹带线 (40)2.液泛线 (41)3.液相负荷上限线 (43)4.漏液线 (43)5.液相负荷下限线 (44)三、塔总体高度计算 (47)1.塔顶封头 (47)2.塔顶空间 (47)3.塔底空间 (48)5.进料板处板间距 (48)6.裙座 (48)四、塔的接管 (50)1.进料管 (50)2.回流管 (50)3.塔底出料管 (51)4.塔顶蒸汽出料管 (51)5.塔底蒸汽管 (51)五、塔的附属设备设计 (52)1.冷凝器的选择 (52)2.再沸器的选择 (53)六、参考文献.............................................................. . (54)七、设计评述.............................................................. . (55)一、设计任务书【设计题目】分离乙醇-正丙醇混合液的精馏塔设计【设计条件】进料：乙醇含量35%（质量分数，下同），其余为正丙醇分离要求：塔顶乙醇含量90%；塔底乙醇含量0.01%生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液25000吨，年工7200小时操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料；R=5【设计计算】塔板的工艺设计（一）设计方案的确定本设计的任务是分离乙醇-正丙醇混合液。
乙醇和正丙醇物系分离系统的设计
北京理工大学珠海学院课程设计任务书2011 ～2012学年第一学期学生姓名：谢威宁专业班级：09化工1班指导教师：李青云工作部门：化工与材料学院一、课程设计题目乙醇和正丙醇物系分离系统的设计二、课程设计内容（含技术指标）1.设计条件生产能力：25000吨/年（每年按300天生产日计算）原料状态：苯含量40%（wt%）；温度：25℃；压力：100kPa；泡点进料；分离要求：塔顶馏出液中苯含量99%（wt%）；塔釜苯含量2%（wt%）操作压力：100kPa其它条件：塔板类型：浮阀塔板；塔顶采用全凝器；R=1.9R m2.具体设计内容和要求（1）设计工艺方案的选定（2）精馏塔的工艺计算（3）塔板和塔体的设计（4）水力学验算（5）塔顶全凝器的设计选型（6）塔釜再沸器的设计选型（7）进料泵的选取（8）绘制流程图（9）编写设计说明书（10）答辩三、进度安排四、基本要求教研室主任签名：2011年10 月14 日摘要浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。
本设计对年处理量为二万五千吨乙醇-正丙醇的浮阀连续精馏塔进行了设计。
通过对浮阀精馏塔、换热器的设计，使我更好地掌握化工原理的原理与方法。
塔顶冷凝装置采用全凝器，用以准确控制回流比；塔底采用直接式蒸汽加热，以提供足够热量。
通过插值法计算出塔内各部位的温度、密度、表面张力、粘度、相对挥发度等各项物性数据；通过逐板法计算出理论板数、板效率、实际板数、进料位置，在板式塔工艺中计算出塔径、有效塔高、筛孔数并通过流体力学的验算，符合各项指标，最后，确定了塔顶全凝器冷却水的用量以及塔底再沸器中加热蒸汽的用量，同时对输送各股物流的管径进行了设计；结果表明，本设计合理。
关键词：连续精馏；浮阀精馏塔；精馏塔设计；乙醇；正丙醇目录北京理工大学珠海学院课程设计任务书 (I)摘要............................................................................................................. I V1 绪论 (1)2 设计方案说明 (2)2.1设计方案的确定 (2)2.2工艺流程图 (3)3 塔板的工艺设计 (5)3.1精馏塔全塔物料衡算 (5)3.2常压下乙醇-正丙醇气液平衡组成（摩尔）与温度关系 (5)3.3理论塔板的计算 (12)3.4塔径的初步设计 (14)3.5溢流装置 (16)3.6板塔分布、浮阀数目与排列 (17)4 塔板的流体力学计算 (20)4.1气相通过浮阀塔板的压降 (20)4.2淹塔 (21)4.3雾沫夹带 (22)4.4塔板负荷性能图 (22)5 热量衡算 (29)5.1热量示意图 (29)5.2热量衡算 (29)6 塔附件设计 (34)6.1接管 (34)6.2筒体与封头 (35)6.3裙座 (35)6.4人孔 (35)7 塔总体高度的设计 (36)7.1塔的顶部空间高度 (36)7.2塔的底部空间高度 (36)7.3塔总体高度 (36)8 附属设备设计 (37)8.1冷凝器的选择 (37)8.2再沸器的选择 (37)主要符号说明 (38)附录1 精馏段和提馏段的浮阀孔局部排布图 (40)附录2 工艺流程图 (41)总结 (42)参考文献 (43)致谢 (44)1 绪论塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的传质介质设备。
分离乙醇—正丙醇混合物系浮阀式精馏塔的设计方案
分离乙醇—正丙醇混合物系浮阀式精馏塔的设计方案第一部分设计方案的确定精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。
提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。
所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。
精馏广泛应用于石油,化工,轻工等工业生产中,是液体混合物分离中首选分离方法。
1.1塔的选择本次课程设计是分离乙醇—正丙醇二元物系，在此我选用连续精馏浮阀塔。
浮阀塔结构简单，有两种结构型式，即条状浮阀和盘式浮阀，它们的操作和性能基本是一致的，只是结构上有区别，其中以盘式浮阀应用最为普遍。
盘式浮阀塔板结构，是在带降液装置的塔板上开有许多升气孔，每个孔的上方装有可浮动的盘式阀片。
为了控制阀片的浮动范围，在阀片的上方有一个十字型或依靠阀片的三条支腿。
前者称十字架型，后者称V型。
目前因V型结构简单，因而被广泛使用，当上升蒸汽量变化时，阀片随之升降，使阀片的开度不同，所以塔的工作弹性较大。
浮阀塔具有以下优点：（1）. 生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。
（2）．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。
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一、课程设计题目乙醇和正丙醇物系分离系统的设计二、课程设计内容（含技术指标）1.设计条件生产能力：25000吨/年（每年按300天生产日计算）原料状态：乙醇含量35%（wt%）；温度：25℃；压力：100kPa；泡点进料；分离要求：塔顶馏出液中乙醇含量99%（wt%）；塔釜乙醇含量2%（wt%）操作压力：100kPa其它条件：塔板类型：浮阀塔板；塔顶采用全凝器；R=1.5R m2.具体设计内容和要求（1）设计工艺方案的选定（2）精馏塔的工艺计算（3）塔板和塔体的设计（4）水力学验算（5）塔顶全凝器的设计选型（6）塔釜再沸器的设计选型（7）进料泵的选取（8）绘制流程图（9）编写设计说明书（10）答辩三、进度安排四、基本要求教研室主任签名：年月日摘要精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等领域中被广泛应用。
精馏是使易挥发组分进入气相，难挥发组分进入液相，从而使液体混合物分离。
本次设计任务为处理25000吨/年的乙醇和正丙醇混合物。
浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。
这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。
但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。
浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。
本设计通过物料衡算，热量衡算，工艺计算，结构设计和校核等一系列工作来设计一个具有可行性的合理的浮阀塔。
关键词浮阀塔乙醇正丙醇回流比第一章绪论1.1浮阀塔的简介：浮阀塔是20世纪50年代开发的一种新塔型，其特点是在筛板塔基础上，在每个筛孔除安装一个可上下移动的阀片。
当筛孔气速高时，阀片被顶起上升，空速低时，阀片因自身重而下降。
阀片升降位置随气流量大小自动调节，从而使进入夜层的气速基本稳定。
又因气体在阀片下侧水平方向进入液层，既减少液沫夹带量，又延长气液接触时间，故收到很好的传质效果。
1.2浮阀塔的优点：（1）生产能力大：由于浮阀塔板具有较大的开孔率，故其生产能力比泡罩塔的大20%~40% （2）操作弹性大：由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，故维持正常操作所容许的负荷波动范围比泡罩塔和筛板塔的都要宽（3）塔板效率高：因上升气体以水平方向吹入液层，故气液接触的时间交长而雾沫夹带量较小，板效率较高（4）塔板压降及液面落差较小：因为气液流过浮阀塔板时所遇到的阻力较小，故气体的压降及板上的液面落差都比泡罩塔板的小（5）塔的造价低：因结构简单，易于制造，浮阀塔的造价一般为泡罩塔的60%~80%，而为筛板塔的120%~130%浮阀塔不宜处理易结焦货黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般集合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。
1.3设计方案在本次实验中我们进行乙醇和正丙醇的精馏分离，蒸馏装置包括精馏塔，原料预热器，蒸馏釜，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却等设备，我们采用的是浮阀式连续精馏塔。
蒸馏是物料在塔内的多次部分冷凝所实现分离的，热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走，要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以用高位糟。
塔顶采取全凝器，可以更好地控制回流比，而且本次是采用间接加热，需要用到再沸器。
可以通过下面的简易流程图了解：1.4设计思路1.4.1塔型选择由任务书给定，塔板类型为浮阀塔板，这是由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，加上浮阀塔生产能力大的特点，因此选用浮阀塔。
1.4.2操作压力的选择由于乙醇-正丙醇体系对温度依赖性不强，常压为液态，都是易挥发有机物能用循环水将馏出物冷凝下来，为降低塔的操作费用，减少运转的费用，故采用常压蒸馏，按任务书给定操作压力为100KPa。
1.4.3进料热状况的选择由任务书给定，为泡点（饱和液体）进料，采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不受季节温度影响，泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和提馏段上升蒸汽的恒摩尔流量相等，故精馏段和提馏段塔径基本相等，制造上较为方便。
1.4.4加热方式加热方式采用间接蒸汽加热，设置再沸器，这样使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论塔板数。
同时也使用了换热器，确保整个过程的热传递顺利进行。
1.4.5回流比的选择由任务书给定，为使设备费和操作费用之和最低，取R=1.5Rm1.4.6塔顶冷凝方式由任务书给定，塔顶采用全凝器。
1.4.7管道的选择本次设计选用直管进料管，通过选择适当的流速来确认每个地方的管径。
1.5简易流程图第二章塔板的工艺设计2.1．物系图2.1.1物性数据物质分子式分子量沸点(101.3kPa)熔点（℃）临界温度(℃）临界压力（Mpa)热导率W/(m*K)乙醇CH3CH2OH 46.07 78.32 -114.5 243.1 6.38 18正丙醇CH3CH2CH2OH 60.1 97.2 126.2 263.7 5.06 1.71662.1.2压下乙醇-正丙醇气液平衡（摩尔）与温度关系温度（t/℃）97.60 93.85 92.66 91.60 88.32 86.25 84.98 84.13 83.06 80.50 78.38液相组成x 气相组成y 00.1260.2400.1880.3180.2100.3490.3580.5500.4610.6500.5460.7710.6000.7600.6630.7990.8840.9141.01.02.1.3密度与温度的关系2.1.4粘性与温度的关系温度（℃）70 75 80 85 90 95 100乙醇/mPa·s 正丙醇/mPa·s 0.5100.8490.4800.7500.4260.6850.4100.6400.3700.5650.3450.4950.3250.4602.1.5表面张力与温度的关系温度/℃70 75 80 85 90 95 100乙醇/mN·m-1正丙醇/mN·m-118.219.817.919.517.418.917.018.516.418.116.117.615.717.22.1.6.比热容与温度的关系温度（℃） 60 70 80 90 100 乙醇/kJ /kg.（℃） 正丙醇/kJ kg （/.℃）3.07 2.863.25 3.003.48 3.133.69 3.263.89 3.342.1.7.蒸汽压与温度的关系温度/℃ 20 40 60 80 100 乙醇/kPa 正丙醇/kPa5.87 1.94117.89 6.95446.8 20.36108.2 50.93223.6 112.42.1.8.汽化热与温度的关系温度（℃） 70 80 90 100 乙醇//kJ kg 正丙醇//kJ kg810.1 673.3820.5 690.5840.8 703.5860.9 745.52.2物料衡算2.2.1精馏塔全塔的物料衡算进料量: 30.3510.352500010()46.0760.10.0178/300243600F kmol s -⨯⨯+==⨯⨯原料乙醇的组成 ： 0.3546.07100%41.26%0.350.6546.0760.1F x =⨯=+塔顶的组成： 0.9946.07100%99.23%0.990.0146.0760.1D x =⨯=+ 塔底的组成： 0.0246.07100% 2.59%0.020.9846.0760.1W x =⨯=+物料衡算式：F=D+W F D W Fx Dx Wx =+联立带入求解：W=0.011kmol/s D=0.00712kmol/s图2-1数据汇集符号 F xD xW x//F kmol sW/kmol/s D/kmol/s 数值41.26%99.23%2.59%0.01780.0110.007122.2.2温度t 88.3288.3286.25t =0.3580.4610.41260.358F F ----① ： t 87.22F =℃ ②78.38-t 80.5078.38t =0.884 1.0 1.00.9923D D ---： t =78.52D ℃ t 97.6097.6093.85t =00.1260.02590W W --=--③ t =96.83W ℃ ④精馏段平均温度：1t t 87.2278.52t ===82.8722F D ++℃⑤提馏段平均温度：2t t 87.2296.83t =92.0322F W ++==℃图2-2数据汇集符号 t F /℃t /D ℃t /W ℃1t /℃2t /℃数值87.2278.5296.8382.8792.032.2.3密度塔顶温度：t =78.52D ℃ 气相组成：80.578.3878.5278.380.914 1.0 1.0D y --=-- 99.43%D y =进料温度：t 87.22F =℃ 气相组成：88.3286.2587.2286.250.5500.6500.650F y --=-- 60.31%F y =塔底温度：t =96.83W ℃ 气相组成：97.6093.8597.6096.8300.2400Wy --=-- 4.93%W y =（1）精馏段液相组成1x ：10.99230.412670.25%22D F x x x ++=== 气相组成1y ：10.99430.603179.87%22D F y y y ++===所以：146.0770.25%60.1(170.25%)50.24/L M kg kmol =⨯+⨯-= 146.0779.87%60.1(179.87%)48.89/V M kg kmol =⨯+⨯-=（2）提馏段液相组成2x ：20.02590.412621.93%22W F x x x ++=== 气相组成2y ：20.04930.603132.62%22W F y y y ++===所以：246.070.219360.1(10.2193)57.02/L M kg kmol =⨯+⨯-= 246.070.326260.1(10.3262)55.52/V M kg kmol =⨯+⨯-=由于不同温度下乙醇和正丙醇的密度可得 在t 87.22F =℃ ：90859087.22=728.87731.87728.87F----ρ乙醇 3=730.54kg /m F ρ乙醇 9087.229087.22=740.87745.87740.87F----ρ正丙醇 3=743.65kg /m F ρ正丙醇10.350.65=730.54743.65F +ρ 3=739.01kg /m F ρ 在t =79.81D ℃：380758078.52==735.05kg /m 735.87739.87735.87D D-- ρ--ρ乙醇乙醇80758078.52=750.86755.86750.86D----ρ正丙醇3 =752.34kg /m D ρ正丙醇10.990.01=737.05752.34D +ρ 3737.20kg /m D ρ= 在t =96.83W ℃：1009596.8395=715.87723.87723.87W ---ρ-乙醇 3=720.94kg /m Wρ乙醇 1009596.8395=730.87735.87735.87W ---ρ-正丙醇3=734.04kg /m W ρ正丙醇10.020.98=720.94734.04W +ρ 3=733.77kg /m W ρ 所以精馏段密度：31739.01744.70741.86/22F D L kg m ρ+ρ+ρ=== 所以提馏段密度：32733.77739.01736.39/22W F L kg m ρ+ρ+ρ=== 0.992346.07(10.9923)60.146.18/LD M kg kmol =⨯+-⨯= 0.412646.07(104126)60.154.31/LF M kg kmol =⨯+-⨯= 0.025946.07(10.0259)60.159.74/LW M kg kmol =⨯+-⨯=146.1854.3150.25/22LD LF L M M M kg kmol ++=== 259.7454.3157.03/22LW LF L M M M kg kmol ++=== 0.603746.07(10.6037)60.151.67/VF M kg kmol =⨯+-⨯= 0.994346.07(10.9943)60.146.15/VD M kg kmol =⨯+-⨯= 0.049346.07(10.0493)60.159.41/VW M kg kmol =⨯+-⨯=146.1551.6748.91/22VD VF V M M M kg kmol ++=== 259.4151.6755.54/22VW VF V M M M kg kmol ++=== 51.67273.151001.7322.4(273.1587.22)101.33VF ⨯⨯ρ==⨯+⨯46.15273.151001.6022.4(273.1578.52)101.33VD ⨯⨯ρ==⨯+⨯59.41273.151001.9322.4(273.1596.83)101.33VW ⨯⨯ρ==⨯+⨯1 1.73 1.60 1.672V +ρ== 2 1.73 1.931.832V +ρ==图2-3数据汇集符号 3/kg /m F ρ 3/kg /m D ρ 3/kg /m D ρ 31//L kg m ρ 32//L kg m ρ VF ρ VD ρ VW ρ 1V ρ 2V ρ数值739.01737.20733.77741.86736.391.73 1.60 1.93 1.67 1.832.2.4表面张力乙醇的表面张力：908516.417.09087.2216.4F--=--σ乙醇 =16.73mN/m F σ乙醇807517.017.98078.5217.0--=--σ乙醇D=17.27mN/m σ乙醇D1009515.716.196.839516.1--=-σ-乙醇W =15.95mN/m σ乙醇W正丙醇的表面张力：908518.118.59087.22--=-18.1-σ正丙醇F=18.32mN/m σ正丙醇F807518.919.58078.52--=-18.9-σ正丙醇D=19.08mN/m σ正丙醇D1009517.217.696.839517.6--=-σ-正丙醇W =17.45mN/m σ正丙醇W116.730.412618.320.587417.66/nF i i i x mN m =σ=∑σ=⨯+⨯=117.270.992319.080.007717.28/nD i i i x mN m =σ=∑σ=⨯+⨯=115.950.025917.450.974117.41/nW i i i x mN m =σ=∑σ=⨯+⨯=（1） 精馏段的表面张力：117.6617.2817.47/22F D mN m σ+σ+σ=== （2） 提馏段的表面张力：217.6617.4117.54/22FW mN m σ+σ+σ===图2-4数据汇集符号 //F mN m σ//D mN m σ//W mN m σ1//mN m σ2//mN m σ数值17.6617.2817.4117.4717.542.2.5.混合物的粘度（1）精馏段平均温度：1t t 87.2278.52t ===82.8722F D ++℃ 85800.410.42682.87800.426--=-μ-乙醇 =0.417mpa.s μ乙醇85800.6400.685=82.87800.685---μ-正丙醇 =0.659mpa.s μ正丙醇精馏段的粘度：1=0.4170.7025+0.6590.2975=0.489mpa.s μ⨯⨯ （2）提馏段平均温度：2t t 87.2296.83t =92.0322F W ++==℃ 95900.3450.370=92.03900.370---μ-’乙醇 =0.360mpa.s 'μ乙醇95900.4950.565=92.03900.565---μ-’正丙醇 =0.537mpa.s μ’正丙醇 提馏段的粘度：2=0.3600.21930.5370.7807=0.498mpa.s μ⨯+⨯图2-5数据汇集符号 /mpa.s μ乙醇 /mpa.s μ正丙醇 1/mpa.s μ /mpa.s 'μ乙醇 /mpa.s 'μ正丙醇 2/mpa.s μ数值0.4170.6590.4890.3600.5370.4982.2.6平均相对挥发度 α相对挥发度α 可用安托因方程：0log BP A t C=-+ (0:p mmHg ,t:℃)求得表2-6安托因公式的相关常数物质 A B C 乙醇 正丙醇8.2133 7.61921652.050 1375.140231.480 193.010乙醇的安托因方程：01652.050log 8.2133231.480P t =-+正丙醇的安托因方程：01375.140log 7.6192193.010P t =-+表2-7安托因公式求得的相关数值x 温度t/℃ Po 乙醇/mmHg Po 正丙醇/mmHg α F 0.4126 87.22 1070.50 515.25 2.08 D 0.9923 78.52 765.78 358.75 2.13 W0.025996.831518.16749.412.03精馏段：1 2.10α=提馏段：2α可得平衡关系式: 精馏段： 2.101 1.10xy x=+ 即 2.10 1.10y x y =-提馏段： 2.051 1.05xy x=+ 即 2.05 1.05y x y =-2.2.7回流比由于为饱和进料：min 1110.992310.9923=[][ 2.1] 2.161 2.1010.412610.41261D D F Fx x R x x ---α=-⨯=---α- min 1.5 1.5 2.16 3.24R R ==⨯=2.2.8操作线方程的求算（1）精馏段操作线方程:1 3.240.99230.7640.23411 4.24 4.24D n n n n x R y x x x R R +=+=+=+++ （2）提馏段操作线方程: 其中:3.240.007120.0231kmol/s L R D =⨯=⨯=310.02310.01780.0110.0259 1.3689.528100.02310.01780.0110.02310.01780.011W m m m m W x L qF y x x x L qF W L qF W -+⋅++⨯=-=-=-⨯+-+-+-+-2.3理论塔板的计算用逐板法计算理论板数表2-8各板的x ，y 值序号 x 序号 y 1 0.983966 1 0.9923 2 0.970537 2 0.98575 3 0.94988 3 0.97549 4 0.918979 4 0.959708 5 0.874622 5 0.9361 6 0.814588 6 0.902211 7 0.739491 7 0.856345 8 0.654287 8 0.798971 9 0.567691 9 0.733876 10 0.488986 10 0.667716 11 0.424393 11 0.607585 12 0.375679 12 0.558236 13 14 0.33176 0.2806 13 14 0.504401 0.44432 15 0.225916 15 0.374332 16 0.172588 16 0.299526 17 0.125033 17 0.226572 18 0.085895 18 0.161517 19 0.055755 19 0.107976 20 0.033711 20 0.066744 210.018189210.036588对于精馏段：精馏段方程：1 3.240.99230.7640.23411 4.24 4.24D n n n n x R y x x x R R +=+=+=+++ 和平衡方程： 2.101 1.10xy x=+ 即 2.10 1.10y x y =-由于塔顶为全凝器，即1D x y =由于12F x x < 那就是说明第11块理论板为进料板 =1=11N n -精 对于提馏段：由提馏段操作线方程:310.02310.01780.0110.0259 1.3689.528100.02310.01780.0110.02310.01780.011W m m m m W x L qF y x x x L qF W L qF W -+⋅++⨯=-=-=-⨯+-+-+-+-和平衡方程： 2.051 1.05xy x=+ 即 2.05 1.05y x y =-将12x 代入提馏段方程，可得13y ，再把13y 代入提馏段平衡方程可得13x 由于21W x x <，即10N =提（包括塔釜）全塔塔板数111021(T N N N +==+=精提包括塔釜），全塔第12块板为进料板2.4全塔效率的估算板效率可用奥康奈尔公式0.2450.49()T L E αμ-= 计算对于精馏段：1 2.10α= 1=0.4170.7025+0.6590.2975=0.489mpa.s μ⨯⨯0.2450.49(2.100.489)0.48T E -=⨯⨯= 11=230.48T P T N N E ==精馏段 对于提馏段：2α 2=0.3600.21930.5370.7807=0.498mpa.s μ⨯+⨯0.2450.49(2.050.498)0.49TE -'=⨯⨯= 10=210.49TP T N N E ==’提馏段’全塔所需要的实际塔板数：=2321=44P P P N N N =++提馏段精馏段(包括塔釜) 全塔效率：211100%45.5%44T T P N E N -==⨯= 加料板位置在第24块塔板。