可得实际操作温度及组分饱和蒸汽压。
结果如下：
塔顶：PA= kPa PB= kPa tD=℃ 塔底：PA= Pa PB= kPa tD=℃ 进料板：PA= kPa PB= kPa tD=℃
4.1.3 物料相对挥发度计算
pA ，根据上文求出的数据可得： p
B
塔顶： D 塔底： W =
进料板： F =
4.1.6 实际塔板数的计算
4.1.6.1 黏度（通过液体黏度共线图差得）
乙醇、正丙醇黏度共线图坐标值
物质
X
Y
乙醇
正丙醇
全塔平均温度为：tm= ℃
物料在平均温度下的粘度，通过查表可得：
乙醇： A 0.381 mPa/s
正丙醇： B 0.578mPa / s
全塔平均黏度计算公式:lg x lg 1 x lg
F
A
F
B
代入数据可得平均粘度 0.47mPa / s
4.1.6.2 总塔板效率
普特拉—博伊德公式： E 0.490.245
代入相关数据得： E 0.493
4.1.7 实际塔板数计算
精馏段板数 N 精 11 E 23 提馏段板数 N 提 12 E 25
总板数 N=48 (包括塔釜再沸器)
塔板数的确定 4.1.1 塔板压力设计
常压操作，即塔顶气相绝对压力 p=110.925 kPa 预设塔板压力降： 0.6 kPa 估计理论塔板数：18 估计进料板位置：12 塔底压力：Pw=+×18 = kPa 进料板压力： P进 +×12 = kPa 精馏段平均压力： Pm
4.1.2 塔板温度计算
xD yq
yq xq
0.9846 0.68925 0.68925 0.5163
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.7077
最小理论板数
N min
lg
1
xD xD
1
xW xW
lg
=（包括再沸器）
最适回流比 Ropt
0.3748
N 0.0917 min
1.3536
N 0.0203 min
Rmin
4.1.5 塔板物料衡算
精馏段操作线方程：
3 0.967442 0.934638 4 0.953332 0.907668
5 0.934075 0.872098 6 0.908678 0.82724
7 0.876649 0.77376 8 0.838465 0.714113
9 0.795877 0.652334 10 0.751766 0.593065
11 0.709448 0.540238
12 0.67173 0.496153 Xn<XF=0.5163,进料板 13 0.624834 0.444903 14 0.560002 0.379838
15 0.477695 0.305618 16 0.383807 0.230618
17 0.288931 0.163559 18 0.204102 0.109851
温度（泡点）-液相组成关系式：
pA
p
A
xA
pB
p
B
1 xA
xA
p pB0
p
0 A
p
0 B
又yA
p
0 A
p
xA ，
则温度（泡点）-气相组成关系式：
y
p
0 A
p
p pB0
p
0 A
p
0 B
(1)
温度-饱和蒸汽压关系式（安托因方程）：
乙醇：
lg pA
7.33675
t
1648.220 230.918
y
Rx R 1
R
1
1 x D ，代入数据得：
y=+
提馏段操作线
y
L
L qF qF W
x
L
W xW qF W
，（ L
RD ），代入数据得：
y=
相平衡方程: y
2.078x 1 1.078x
用图解法求求理论板层数
板层数 y
x
注释
1 0.9846 0.968521 2 0.977524 0.9544
(2)
丙醇：
lg p B
6.99991
1512.940 t 205.807
(3)
各层塔板压力计算公式：
p pA xA pB 1 xA
(4)
塔顶：已知乙醇的气相组成 y 为产品组成，操作压力为常压，则
通过联立（1）、（2）、(3)由计算机绘图可求得操作温度及组分饱和蒸
汽压；
塔底：已知乙醇组成，通过联立（2）、（3）、(4)并由计算机绘图
1．设计任务
物料组成：为乙醇 45%、正丙醇 55%（质量分数）； 产品组成:塔顶乙醇含量 98%，塔顶易挥发组分回收率 99%； 操作压力：(塔顶绝对压力)； 加热体系：间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为 5kgf/cm2（绝压）； 冷凝体系：冷却水进口温度 25℃，出口温度 45℃； 热量损失：设备热损失为加热蒸汽供热量的 5％； 料液定性：料液可视为理想物系； 年产量（乙醇）：万吨； 每年实际生产时间：7200h； 进料方式：饱和液体进料，q 值为 1； 塔板类型: 浮阀塔板。 厂址选地：北京地区
塔板物料衡算 ...................... 错误!未定义书签。 实际塔板数的计算 .................. 错误!未定义书签。 实际塔板数计算 .................... 错误!未定义书签。 塔径计算 ............................. 错误!未定义书签。 平均摩尔质量计算 .................. 错误!未定义书签。 平均密度计算 ...................... 错误!未定义书签。 液相表面张力计算 .................. 错误!未定义书签。 塔径计算 .......................... 错误!未定义书签。 塔截面积 ............................. 错误!未定义书签。 精馏塔有效高度计算 ................... 错误!未定义书签。 精馏塔热量衡算 ....................... 错误!未定义书签。 塔顶冷凝器的热量衡算 .............. 错误!未定义书签。 全塔的热量衡算 .................... 错误!未定义书签。 5．板主要工艺尺寸计算 .................... 错误!未定义书签。 溢流装置计算 ......................... 错误!未定义书签。 堰长 lw ............................ 错误!未定义书签。 溢流堰高度 hW ...................... 错误!未定义书签。 弓形降液管宽度 Wd 和截面积 Af ........ 错误!未定义书签。 降液管底隙高度 h0 .................. 错误!未定义书签。 塔板布置 ............................. 错误!未定义书签。 塔板的选用 ........................ 错误!未定义书签。 边缘宽度和破沫区宽度的确定 ........ 错误!未定义书签。
塔径计算
D 4VS u
4.2.1 平均摩尔质量计算
塔顶
MVDM x D M A 1 x D M B 46.286kg / kmol M LDM x1M A 1 x1 M B 46.512kg / kmol
进料板 x F 0.496153 y F 0.67173
MVFM y F M A 1 y F M B 50.676kg / kmol M LFM x F M A 1 x F M B 53.139kg / kmol
鼓泡区面积的计算 .................. 错误!未定义书签。 浮阀的数目与排列 .................. 错误!未定义书签。 阀孔的流体力学验算 ................ 错误!未定义书签。 塔板压降 .......................... 错误!未定义书签。 液泛 .............................. 错误!未定义书签。 液沫夹带 .......................... 错误!未定义书签。 漏液 .............................. 错误!未定义书签。 6．设计筛板的主要结果汇总表 .............. 错误!未定义书签。
0.9846
20.46 Kmol/h
W=h，XW=%，
摩尔衡算
原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
M x M 1 x M = kg/kmol
F
F
A
F
B
MVDM xD M A 1 xD MB = kg/kmol
M x M 1 x M =kmol
W
W
A
W
B
4．塔体主要工艺尺寸
2．设计方案
蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜（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 稳定等优点，本课程设计中年产量大（15000 吨/年），所以采用连续 蒸馏的方式。
蒸馏过程根据操作压力的不同，可分为常压、减压和加压蒸馏。 本设计中，由于物料乙醇、正丙醇都是易挥发有机物，所以常压操作， 塔顶蒸汽压力为大气压，全塔的压力降很小。
45
xF
MA
45 55
0.5163
MA MB
塔顶易挥发组分回收率
=DXD/FXF=99% FXF=DXD+WXW （1）