2025《乙醇-正丙醇生产的精馏塔工艺分析及尺寸计算案例》3700字.docxVIP

乙醇-正丙醇生产的精馏塔工艺分析及尺寸计算案例

1课题来源

任务书

2产品性质

1.2表乙醇-正丙醇物化性质

项目

分子量g/mol

沸点℃

熔点℃

相对密度g/cm3

临界压力Mpa

乙醇

46.07

78.2

-114.3

0.816

6.38

正丙醇

60.10

91.1

-127

0.803

5.17

3精馏塔工艺设计

3.1物料衡算

3.1.1原料液和塔顶、塔底产品的摩尔分率及质量分数

乙醇的摩尔质量kg/kmol

正丙.醇的摩尔质量kg/kmol

xF=0.25xD=0.99xW=0.02

3.1.2原料液和塔顶、塔底产品的摩尔分率及质量分数

(kg/kmol)

(kg/kmol)

(kg/kmol)

3.2摩尔衡算

年处.理量为50000t/a,按300天生.产时间计算,则:

(kg/h)

(kmol/h)

总物料衡算（3.1）

乙醇物料衡算（3.2）

即：

122.72=D+W

联立解得(kmol/h)

(kmol/h)

3.3质量衡算

总质量衡算 （3.3）

乙醇质量衡算（3.4）

即：

解得(kmol/h)

(kmol/h)

表3.1物料衡算表（基准1h）

输.入

输.出

项目

kmol

kg

项目

kmol

kg

进料

122.72

6944.44

馏出液

29.10

1350.31

釜残液

93.62

5594.13

总计

122.72

6944.44

总计

122.72

6944.44

4精馏塔体主要工艺尺寸

4.1塔体板层数确定

4.1.1平均相对挥发度相对挥发度α的计算

故用安托因方程[5]和拉乌尔定律[5]:

（4.1）

（4.2）

理想溶.液相对挥发的计算[5]:

（4.3）

式中：p°—纯组分液.体的饱和蒸汽压，kPa；

因为使用常压，所以总压：kPa

乙醇和正丙醇的Antoine常数：Ａ、B、C查液体蒸汽压的安托因常数表[5]得：

乙醇：

正丙醇：

平均相对挥发度[7]计算：

（4.4）

平均相对挥发度：α=2.073

4.1.2计算最小回流比和操作回流比的理论塔板数NT

由泡点进料:

q线方程：

相平衡.线方程[5]：(4.5)

得

两方程联立求得两线交点（xp,yp）:xp=0.25yp=0.409

最小回流比Rmin：

最少理论塔板数Nmin[5]:

(4.6)

最优操作回流比R[4]:

（4.7)

精馏段回流.液量：（kmol/h）

精馏段上升蒸气量：（kmol/h）

提馏段回流液量：（kmol/h）

提馏.段上升蒸气量：（kmol/h）

精馏段操作线,方程为：

(4.8)

提馏段操作线方程为：

(4.9)

因采用逐板计算法[5]、所准确地计算出理论塔板数。原理如下：

全塔效率:

（4.10）

式中ET—为全塔效率；

α—塔顶、塔底平均/温度提供下的相对挥发度；

μ—进料液在塔顶、塔底平均提供温度下的粘度，mPa?s。

在4.1所用表格中，将℃，相对挥发度α=2.077。

在℃温度下查液体.粘度共线图[5]得：

mPa?smPa?s

进料.液在塔顶塔底平均温.度下的粘度依下式计算：

(4.11)

mPa?s

代入数.据计算，得

，所以可用奥康奈尔经验关脸式。

实际塔板数移居下式计算