5.2.10 浮阀塔精馏工艺设计示例.doc

文档介绍：芄浮阀塔精馏工艺设计示例薁设计任务莁【例5-2】今采用一浮阀塔进行乙醇-水二元物系的精馏分离,要求乙醇的产能为1×104t/a,塔顶馏出液中乙醇浓度不低于94%,%。泡点进料,原料液中含乙醇为35%,其余为水,乙醇的回收率取98%(以上均为质量%)。且精馏塔顶压强为4kPa(表压),单板压降≯。试作出能完成上述精馏任务的浮阀精馏塔的工艺设计计算。螆工艺设计计算蚄一、全塔物料衡算莂(一)料液及塔顶、。膈莇(二)平均摩尔质量肂艿(三)料液及塔顶底产品的摩尔流率芇一年以8000h/a计,有:螇螂根据乙醇-水物系的特点,本设计采用低压蒸汽直接加热,加热蒸汽质量流率设为G′,kg/h,摩尔流率设为G,kmol/h,全塔物料衡算:莁虿膆二、塔板数的确定薃(一)-水相平衡数据螈表5-23常压下乙醇-水系统的t-x-y数据蚅沸点t,℃芃乙醇摩尔分数袅沸点t,℃,塔内压力接近常压(实际上略高于常压),而表中所给为常压下的相平衡数据,因为操作压力偏离常压很小,所以其对平衡关系的影响完全可以忽略。-24中数据作图得曲线及曲线,见图5-71。为便于计算机计算,在乙醇-水物系的曲线中,以A(,)点为分界线将该曲线分成OA和AB两段,将其对应段曲线拟合成以下二式表示。羁OA段:蒆AB段:膆羃图5-71乙醇-水物系的曲线及曲线莇①确定最小回流比Rm。在x~y图上,过点B(,)作相平衡曲线的切线BD,与y轴的交点为D(0,),则有:薇芄莃②操作回流比R。,即:①精馏段操作线袂袈②提馏段操作线莆因泡点进料,将代入精馏段操作线方程解得精馏段操作线与q线的交点为(,)。设提馏段操作线为,而提馏段操作线为过(,0)和(,)两点的直线,固有:螅芁即蚈因靠近B端的操作线离平衡线很近,故需逐板计算理论塔板数。蒈将代入中试差解得袃将代入中解得蚁将代入中试差解得荿将代入中解得芅在计算机上逐板计算的结果见表5-24。芅表5-24乙醇-水物系理论板数的逐板计算结果膀精馏段N1=22块腿理论板序号i芆液相组成xi莄气相组成yi+1螃理论板序号i衿液相组成xi莈气相组成yi+***=+:逐板计算时,在跨越后,相平衡关系采用AB段拟合线。蒂进料板在第23块。莈(二)。节塔的平均温度为(+100)/2=89℃(取塔顶、底的算术平均值),在此平均温度下查化工原理附录得:葿,蒇蚃在89℃下乙醇对水的相对挥发度(见表5-24)(近似取两段效率相同)肂精馏段:块,取块螃提馏段:块,取块芈总塔板数块(包括塔釜)。羈三、塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算螅(一)平均压强