甲醇水溶液常压筛板精馏塔化工原理课程设计 - 图文

化工单元过程及设备课程设计

量过大，则要求塔径增大，设备投资也随之有所增大。其设备投资操作费用与回流比之间的关系如右图所示。总费用最低点对应的R值称为最佳回流比。设计时应根据技术经济核算确定最佳R值，常用的适宜R值范围为R=1.2~2Rmin。本设计综合考虑以上原则选用R=1.8Rmin）

3.3精馏的工艺流程图的确定（见附录） 3.4筛板精馏塔设计计算

3.4.1题目所给数据

进料中甲醇含量为17%（质量分数），分离后塔顶出液浓度为98%，塔釜出.料浓度为0.04%，处理量为9000（kg/h）

3.4.2精馏塔的物料衡算

甲醇的摩尔质量：M甲醇=32.04 kg/kmol 水的摩尔质量： M水=18.02kg/kmol

0.17/32.04?0.267

0.17/32.04?0.83/18.020.98/32.04XD??0.989

0.98/32.04?0.02/18.020.0004/32.04XW??0.000711

0.0004/32.04?0.9996/18.02XF?已知F=9000kg/h,XF=0.267,XD=0.989,XW=0.000711 原料液及塔顶，塔釜产品的平均摩尔质量

MF=0.267×32.04+(1-0.267)×18.02kg/kmol=21.763 kg/kmol MD=0.989×32.04+(1-0.989)×18.02 kg/kmol=31.886 kg/kmol

MW=0.000711×32.04+(1-0.000711)×18.02 kg/kmol=18.02997kg/kmol 总物料衡算F=D+W

FXF =DXD +WXW

F=9000/21.763 =413.546kmol/h 联立解得D=111.428 Kmol/h

W=302.118 Kmol/h

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平均相对挥发度α的计算： α1=α2=x(1?y)

α1的计算：x=0.989 y=0.9954

所以α1=0.9954*（1-0.989）/[0.989*(1-0.9954)]=2.407 y(1?x)用内插法：

96.40-100.00tw?100.000.02?0.000711 查表得tw=99.872℃

在tw=99.872℃下求相应的x，y 同理用内插法：

96.40-100.0099.872-100.0.02?00x 解得x=0.000711 y=0.00476 则?2?0.00476?（1-0.000711）0.000711?（1-0.00476）?6.722

所以α=?1?2=4.022 3.4.3塔板数的确定

理论板层数的求取

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96.40-100.0099.872-100.000.134?y 化工单元过程及设备课程设计

常压下水和甲醇的汽液平衡表

t 100.00 96.40 93.50 91.20 89.30 87.70 84.40 81.70 X 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.15 0.20 y 0 0.134 0.234 0.304 0.365 0.418 0.517 0.579 t 75.30 73.10 71.20 69.30 67.60 66.00 65.00 64.50 X 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 1.00 y 0.729 0.779 0.825 0.870 0.915 0.958 0.979 1.00

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最小回流比的计算和适宜回流比的确定： αx

由相平衡方程：у= 得

1+(α-1)x当α=4.022时，yF=0.594 故最小回流比

Rmin =（XD- yF）/( xD- XF)

Rmin?1 =(0.989-0.594)/(0.989-0.267) =0.547

Rmin=1.2075

因此操作回流比为R=1.8 Rmin=1.8×1.2075=2.1735

捷算法求取:

全回流下的最少理论板数

lg???XD/1? XD??1?Xw/Xw?Nmin?lg??

将上述的α=4.022代入得Nmin=8.441

R?Rmin2.1735-1.2075??0.304

R?12.1735?1

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