0.979 1.000
最小回流比及其操作回流比的求解： y =0.570, x =0.194
Rmin xD y y x =(0.982-0.570/(0.570-0.194)
=1.096 取操作回流比为 R 1.8Rmin =1.8 1.096=1.97 2.1.1 精馏塔的气、液相负荷 L R D =1.97 23=45 Kmol h
X =0.043 X =0.041 X =0.040 X =0.027 X =0.0026 X =0.00018
11
12
13
14
15
16
Y =0.107 Y =0.101 Y =0.096 Y =0.095 Y =0.064 Y =0.00471
11
12
13
14
15
16
2.2 理论板层数 NT 的求取
精馏段平均压力： PM 101 .3 105 .7 2 103.5Kpa
塔釜板压力： PW 101 .3 15 0.74 112 .4Kpa
提馏段平均压力： PM 105.7 112.4 2 109.05Kpa
3.2.操作温度的计算
查表可得
安托尼系数 A
B
C
Min～Max
H2O
7.07406
x
y
0.00
0.000
0.15
0.517
0.70
0.870
0.02
0.134
0.20
0.579
0.80
0.915
0.04
0.234
0.30
0.665
0.90
0.958
3
0.06 0.08 0.10
0.304 0.365 0.418
0.40 0.50 0.60
0.729 0.779 0.825
0.95 1.00
lg101.3 7.19736 1574 .99 tB 238.86
℃ tB 64.5
由泡点方程试差可得当 同理可求出
所以 塔顶温度
tD 67.0 ℃时
Ki
x i
1
tF 85.2 ℃时
K时
Ki
x i
1
tD 67.0 ℃
进料板温度 tF 85.2 ℃
2. 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量
M F 32.04 0.194 18.011 0.194 20.73 Kg mol M D 32.04 0.982 18.011 0.982 31.78 Kg mol
则可知：
原料的处理量： F 17500 300 24 20.731000 117 Kmol h
2.1.3 用逐板计算法求塔板数：
相平衡方程：
yn1
1
xn
1xn
由前面可得： xq xF 0.194 y1 xD 0.982
解得： x1 0.692
依次解得：
X =0.692 1
X =0.674 2
X =0.629 3
X =0.571 4
X =0.459 5
Y =0.982 1
Y =0.790 2
V R 1 D 2.97 23 68 Kmol h
L' L F 45 117 162 Kmol h V V 68 Kmol h 2.1.2 精馏段、提馏段操作线方程
4
精馏段操作线： y L V x D V xD 0.6618 x 0.332
提馏段操作线： y L V x W V xW 2.832 x 0.0016
化工原理课程设计任务书
一、设计题目：甲醇精馏塔 二、设计任务及条件 （1）、进料含甲醇 30%，其余为水（均为质量分率，下同） （2）、产品甲醇含量不低于 98%； （3）、釜残液中甲醇含量不高于 xxx%； （4）、生产能力 17500T/Y 甲醇产品，年开工 7200 小时 （5）、操作条件： ①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1. 03 atm（绝对压强） ③进料热状况：泡点进料； ④单板压降：75mm 液柱 三、设计内容 （1）、流程的确定与说明； （2）、塔板和塔径计算； （3）、塔盘结构设计： i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii.流体力学验算；iii.塔板负荷性能图。 （4）、其它；i.加热蒸汽消耗量；ii.冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 四、设计成果 （1）设计说明书一份 （2）A4 设计图纸包括：流程图、精馏塔工艺条件图。
精馏段实际塔板数 N 精 =7/60%=12 块 提馏段实际塔板数 N 提 =9/60%=15 块
3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据 3.1 操作压力的计算
设每层塔压降：p 0.74Kpa（一般情演况下，板式塔的每一个理论级压降约在
5
0.4～1.1 Kpa ） 进料板压力： PF 101.3 6 0.74 105.7Kpa
塔釜温度
tW 103 .2 ℃
精馏段平均温度 tm 67.0 85.2 2 76.1 ℃ 提馏段平均温度 tm 103.2 85.2 2 94.2 ℃
1
目录
2
1.精馏塔的物料衡算
1. 原料液及其塔顶与塔底产品的摩尔分率
甲醇的摩尔质量为：32.04kg/kmol
水的摩尔质量为： 18.01kg/kmol
xF 0.30 32.04 0.30 32.04 0.70 18.01 0.194
xD 0.99 32.04 0.99 32.04 0.01 18.01 0.982
1657.46
227.02
10～168
CH3OH
7.19736
1574.99
238.23
-16～91
H2O 的安托尼方程：
lg
p
o A
7.07406
1657 .46
t A
227 .02
CH3OH 的安托尼方程： lg pBo 7.19736 1574 .99 tB 238 .86
甲醇的 tB
根据回收率： xD D xF F 99%
则有：
D 23 Kmol h
由总物料衡算： F D W
以及:
xF F xD D W xW
容易得出： W 94 Kmol h , xW 0.0012
2.塔板数的确定
2.1 逐板计算法求取理论板层数 NT
甲醇-水汽液平衡数据：
x
y
x
y
Y =0.778 3
Y =0.748 4
Y =0.710 5
X 6 =0.323
X 7 =0.150
X 8 =0.0464
X 9 =0.0463
X10 =0.045
Y 6 =0.636
Y 7 =0.546
Y 8 =0.356
Y 9 =0.109
Y10 =0.108
x7 xq ，即前面 7 块板是精馏段，后面起用提留段操作线方程和相平衡方程进行 计算。