·成绩华北科技学院化工原理课程设计说明书设计题目：分离乙醇-正丙醇混合液的精馏塔设计姓名：熊先清`专业：化学工程与工艺班级：化工B091学号： 4112指导教师：高丽花李辰明设计时间：2012年6月10日至2012年6月22日完成时间：2012年6月22日评语：目录]目录错误!未定义书签。
一设计任务书错误!未定义书签。
二塔板的工艺设计错误!未定义书签。
（一）设计方案的确定错误!未定义书签。
（二）精馏塔的物料衡算错误!未定义书签。
1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数错误!未定义书签。
2.物料衡算错误!未定义书签。
(三)物性参数的计算错误!未定义书签。
~1.操作温度的确定错误!未定义书签。
2.密度的计算错误!未定义书签。
3.混合液体表面张力的计算错误!未定义书签。
4.混合物的粘度错误!未定义书签。
5.相对挥发度错误!未定义书签。
(四)理论板数及实际塔板数的计算错误!未定义书签。
1.理论板数的确定错误!未定义书签。
2.实际塔板数确定错误!未定义书签。
，(五)热量衡算错误!未定义书签。
1.加热介质的选择错误!未定义书签。
2.冷却剂的选择错误!未定义书签。
3.比热容及汽化潜热的计算错误!未定义书签。
4.热量衡算错误!未定义书签。
(六)塔径的初步设计错误!未定义书签。
1.汽液相体积流量的计算错误!未定义书签。
2.塔径的计算与选择错误!未定义书签。
](七)溢流装置错误!未定义书签。
1.堰长l W错误!未定义书签。
2.弓形降液管的宽度和横截面积错误!未定义书签。
3.降液管底隙高度错误!未定义书签。
(八)塔板分布、浮阀数目与排列错误!未定义书签。
1.塔板分布错误!未定义书签。
2. 浮阀数目与排列错误!未定义书签。
二、塔板的流体力学计算错误!未定义书签。
~（一）汽相通过浮阀塔板的压降错误!未定义书签。
1.精馏段错误!未定义书签。
2.提馏段错误!未定义书签。
（二）淹塔错误!未定义书签。
1.精馏段错误!未定义书签。
2.提馏段错误!未定义书签。
（三）雾沫夹带错误!未定义书签。
（四）塔板负荷性能图错误!未定义书签。
:1.雾沫夹带线错误!未定义书签。
2.液泛线错误!未定义书签。
3.液相负荷上限线错误!未定义书签。
4.漏液线错误!未定义书签。
5.液相负荷下限线错误!未定义书签。
三、塔总体高度计算错误!未定义书签。
1.塔顶封头错误!未定义书签。
2.塔顶空间错误!未定义书签。
】3.塔底空间错误!未定义书签。
4．人孔错误!未定义书签。
5.进料板处板间距错误!未定义书签。
6.裙座错误!未定义书签。
四、塔的接管错误!未定义书签。
1.进料管错误!未定义书签。
2.回流管错误!未定义书签。
3.塔底出料管错误!未定义书签。
4.塔顶蒸汽出料管错误!未定义书签。
5.塔底蒸汽管错误!未定义书签。
五、塔的附属设备设计错误!未定义书签。
1.冷凝器的选择错误!未定义书签。
2.再沸器的选择错误!未定义书签。
六、总结错误!未定义书签。
七．参考文献错误!未定义书签。
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40%（质量分数，下同），其余为正丙醇分离要求：塔顶乙醇含量93%；塔底乙醇含量%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(绝压)；泡点进料； R=5【设计计算】二 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。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
（二）精馏塔的物料衡算1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数 乙醇的摩尔质量 M A =46kg/kmol 丙醇的摩尔质量 MB=60kg/kmol原料乙醇的摩尔分数：654.060/6046/4046/40=+=F x塔顶产品的摩尔分数：945.060/746/9346/93=+=D x\塔釜残夜乙醇的摩尔分数：00013.06099.99/46/01.046/01.0=+=W x2.物料衡算原料处理量：1-392.647200)60/6.046/4.0(1025000h kmol F ⋅=+⨯⨯=物料衡算：W D +=F ①乙醇的物料衡算：W D F Wx Dx Fx +=② 两式联立得：1--1h32.96kmol W h 31.96kmol ⋅=⋅=D(三)物性参数的计算表1 乙醇～正丙醇混合液的 t-x-y 关系)（x 表示液相中乙醇摩尔分率，y 表示气相中乙醇摩尔分率）表1的平衡数据摘自：, •Vapor-liquid•Equilibrium Data Collection-Organic Hydroxy Compounds: Alcohols 。
乙醇沸点：℃；正丙醇沸点：℃。
1.操作温度的确定/利用上表中数据利用数值插入法确定进料温度t F 、塔顶温度t D塔釜温度t W进料温度：℃.17860.358-0.46588.32-0.358-0.46132.88-25.86=⇒=F F t t塔顶温度：℃40.790.884-0.94580.5-0.884-180.5-78.4=⇒=D D t t塔釜温度：℃596.970-0.0001397.60-0-0.12697.60-93.85=⇒=W W t t精馏段平均温度：℃79.82240.7917.8621=+=+=D F t t t 提馏段平均温度：℃89.91260.9717.8622=+=+=W F t t t2.密度的计算}利用式：)(4.22)(a 10V B为平均相对分子量、为质量分数M Tp Mp T a a BAAL=+=ρρρρ，计算混合液体的密度和混合气体的密度。
(1)塔顶：塔顶温度：t D =℃ 气相组成y D :0959.0140.78-40.791-0.91478.40-50.80=⇒-=D D y y进料：进料温度：t F =℃ 气相组成y F :6539.065.086.25-86.170.65-0.5586.25-32.88=⇒-=F F y y塔釜：;塔釜温度：t W =℃气相组成y W :0.00025624.093.85-97.5960.24-093.85-60.97=⇒-=w W y y(2)精馏段平均液相组成1x :0705.02546.0945.021=+=+=F D x x x 精馏段平均汽相组成1y :6580.025396.0959.021=+=+=F D y y y 精馏段液相平均相对分子量1L M :-11kmol 50.13kg 0.705)-(160705.046⋅=⨯+⨯=L M精馏汽相平均相对分子量1V M :-11kmol 48.71kg 0.8065)-(1600.806546⋅=⨯+⨯=V M%(3)提馏段平均液相组成2x ：2623.0213000.0465.022=+=+=W F x x x提馏段平均汽相组成2y ：7132.020.0002566539.022=+=+=W F y y y 提馏段液相平均相对分子量2L M :-12kmol 56.74kg 0.2326)-(1600.232646⋅=⨯+⨯=L M提馏汽相平均相对分子量2V M :-12kmol 2kg 4.550.3271)-(1600.327146⋅=⨯+⨯=V M(4)进料、塔顶及塔釜混合液的密度~利用表2中的数据利用数值插入法确定进料温度t F 、塔顶温度t D 塔釜温度t W 下的乙醇和正丙醇的密度。
①进料温度t F ：t F =℃)(17.731-87.72817.86-9087.731-87.72885-903-进料中乙醇的密度乙醇乙醇m kg ⋅=⇒=ρρ)(744.74-740.8717.86-90745.87-740.8785-903-进料中正丙醇的密度正丙醇正丙醇m kg ⋅=⇒=ρρ)(25.73974.7444.0-117.7314.013-B料液的密度m kg a a F BA AF ⋅=⇒+=+=∴ρρρρ ②塔顶温度t D ：t D =℃)(736.35-87.73579.40-80739.87-735.8775-803-馏出液中乙醇的密度乙醇乙醇m kg ⋅=⇒=ρρ)(751.46-750.864.79-80755.86-750.8675-803-馏出液中正丙醇的密度正丙醇正丙醇m kg ⋅=⇒=ρρ)(737.39751.4693.0-1736.3593.013-B馏出液的密度m kg a a D BA AD ⋅=⇒+=+=∴ρρρρ ③塔釜温度t W ：t W =℃)(719.71-715.8760.97-100723.87-715.8795-1003-釜残液中乙醇的密度乙醇乙醇m kg ⋅=⇒=ρρ】)(733.27-730.8797.60-100735.87-730.8795-1003-釜残液中正丙醇的密度正丙醇正丙醇m kg ⋅=⇒=ρρ)(733.27733.270001.0-171.7190001.013-B釜残液的密度m kg a a W BAAW⋅=⇒+=+=∴ρρρρ(5) 精馏段液相平均密度和提馏段液相平均密度 精馏段液相平均密度：3-132.738239.73725.7392m kg DF L ⋅=+=+=ρρρ提馏段液相平均密度：3-2736.262733.2725.7392m kg wF L ⋅=+=+=ρρρ(6)精馏段和提馏段混合液的平均摩尔质量 塔顶混合液的平均摩尔质量：-1kmol 46.77kg 600.945)-(146945.060)-(146⋅=⨯+⨯=⨯+⨯=D D LD x x M进料液的平均摩尔质量：-1kmol 49kg .53600.465)-(146654.060)-(146⋅=⨯+⨯=⨯+⨯=F F LF x x M 塔底釜残液的平均摩尔质量：-1kmol 60.00kg 600.00013)-(14600013.060)-(146⋅=⨯+⨯=⨯+⨯=W W LW x x M 所以， 、精馏段混合液的平均摩尔质量：1-113.50249.5377.462kmol kg M M M LF LD L ⋅=+=+=提馏段混合液的平均摩尔质量：1-256.75260.0049.532kmol kg M M M LW LF L ⋅=+=+=(7) 精馏段汽相平均密度和提馏段汽相平均密度 塔顶混合液汽相平均密度：3066.11)40.7915.273(4.2203.115.273]60)959.01(959.046[4.22])1([=⋅=⨯+⨯⨯⨯⨯-+⨯=-+=m kg TP PT M y y M D D VD 正丙醇乙醇ρ进料液汽相平均密度：30.7811)17.8615.273(4.2203.115.273]60)6539.01(6539.046[4.22])1([=⋅=⨯+⨯⨯⨯⨯-+⨯=-+=m kg TP PT M y y M F F VF 正丙醇乙醇ρ塔底釜残液汽相平均密度： [3003.21)60.9715.273(4.2203.115.273]60)000256.01(000256.046[4.22])1([=⋅=⨯+⨯⨯⨯⨯-+⨯=-+=m kg P T PT M y y M W W W VW 正丙醇乙醇ρ所以，精馏段汽相平均密度：3-172.1278.166.12m kg VFVD V ⋅=+=+=ρρρ 提馏段汽相平均密度：3-291.1278.12.032m kg VFVw V ⋅=+=+=ρρρ3.混合液体表面张力的计算利用上表中数据利用数值插入法确定进料温度t F 、塔顶温度t D塔釜温度t W 下的乙醇和正丙醇的表面张力。