设计计算
一设计方案确实定
本设计任务为分别甲醇-水混合物。对于二元混合物的分别，应承受连续精馏流程。设计中承受泡点进料，将原料液通过预加热器至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽承受全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一局部回流至塔内，其余局部经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分别系，最小回流比，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜承受间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
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
M甲醇=32.04kg/kmol
水的摩尔质量
M水=18.02kg/kmol
0.4
0.9997
32.04
X=
=0.273 XD=
32.04
=0.9947
F 0.4 + 0.6
0.9997+0.0003
32.04
18.02 32.04
18.02
XW=
0.005
32.04
0.005+0.995
=0.002818
32.04 18.02
2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.273×32.04+〔1—0.273〕×18.02=21.85kg/kmolMD=0.9947×32.04+(1—0.9947〕×18.02=31.96kg/kmolMW=0.002818×32.04+(1—0.002818)×18.02=18.06kg/kmol
3、物料衡算
2原料处理量：F=330?24?21.85
=115.57kmol/h
总物料衡算：F=D+W 115.57=D+W
甲醇物料衡算：FXF=DXD+WXW 115.57×0.273=D×0.9947+W×0.002818
联立解得D=31.48kmol/h w=84.09kmol/h
三塔板数确实定1、理论板数的求取
?x
①由y=1+(?-1)x及甲醇—水在不同温度下的汽—液平衡组成
温度
液相
气相
a
温度
液相
气相
a
92.9
0.0531
0.2834
7.05
81.6
0.2083
0.6273
6.4
90.3
0.0767
0.4001
8.03
80.2
0.2319
0.6485
6.11
88.9
0.0926
0.4353
7.55
78
0.2818
0.6775
5.35
86.6
0.1257
0.4831
6.5
77.8
0.2909
0.6801
5.18
85
0.1315
0.5455
7.93
76.7
0.3333
0.6918
4.49
83.2
0.1674
0.5586
6.29
76.2
0.3513
0.7347
5.11
82.3
0.1818
0.5775
6.15
73.8
0.462
0.7756
4.02
72.7
0.5292
0.7971
3.49
68
0.7701
0.8962
2.57
71.3
0.5937
0.8183
3.08
66.9
0.8741
0.9194
1.64
70
0.6849
0.8492
2.59
2
2
am=19a1.a2.a3......a19=4.83
?x
得到相平衡方程y= =
4.83x
1+(?-1)x 1+3.83x
由于泡点进料，所以q=1 且Xq=XF=0.273
q4.83x
q
且q点过相平衡线 则yq=
q =0.645=0.6451+3.83x
Rmin=
x ?y
D q
=0.94 取操作回流比 R?2.0Rmin?1.88
y?x
q q
2、求精馏塔的气液相负荷
L?RD?1.88×31.48=59.18kmol/h V=(R+1)D=2.88×31.48=90.66kmol/h
L=L+F=59.18+115.57=174.75kmol/h V=V=90.66kmol/h
3、求操作线方程
精馏段操作线方程y
= R + D =0.6528Xn+0.3454
xn?1
x
R?1 R?1
提馏段操作线方程y
?Lx
n?1 V n
Wx
?W=1.927Xn-2.614×10-3
?
V
5、逐板计算法求理论板数
1 D由于塔顶为全凝器 y?X ?
1 D
通过相平衡方程求X
1
= y1 =0.97494.83-3.83y1
再通过精馏段操作线方程 y
2
y1=0.99947y2=0.9818y3=0.9446y4=0.8541y5=0.7032y6=0.5603
=0.6528X
1
+0.3454=0.9818，如此反复得
x1=0.9749x2=0.9179x3=0.7793x4=0.5482x5=0.3291x6=0.20870.273
当X6