甲醇乙醇的精馏

甲醇乙醇的精馏流程的说明及方案确实定流程的说明首先，甲醇和乙醇的原料混合物进入原料在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有颖原料的参加。最终，完成甲醇和乙醇的分别。设计方案确实定操作压力精馏操作可在常压，加压，减压下进展。应该依据处理物料的性能和设计总原则来确定操操作。进料状况进料状态有五种：过冷液，饱和液，气液混合物，饱和气，过热气。但在实际操作中一般将q=1。加热方式精馏塔釜的加热方式一般承受间接加热方时溶液的相对挥发度较大，便可以承受直接加节约一些，然而，直接蒸汽加热，由于蒸汽的不多，此时承受间接蒸汽加热是适宜的。冷却方式却盐水来冷却。热能利用务书的要求，本设计承受常压操作，泡点进料，能利用。二·塔的工艺设计精馏所进展的是气、液两相之间的传质，而作为气、液两相传质用的塔设备首先必需要能使气、液两相得到充分接触，以到达较高的传质效率。塔设备设计要具备以下各种根本要求：1、气、液处理量大，即当生产力量大时，仍不致发生大量的雾沫夹带，拦液或液泛等破坏操作的现象。2、操作稳定，弹性大，即当塔设备的气、液负荷有较大范围的变动，仍能在较高的传质效率下进展稳定操作，并应保证长期连续操作所必需具有的牢靠性。W 99.7591kmol/h 𝒙𝑾 0.00723.2.4塔温确定由于各操作阶段的甲醇和乙醇的质量百分含量已确定，所以依据甲醇和乙醇的质量百分含量，利用表中数据用内插值法求得各组分的温度。3—4塔温温度相对挥发度塔顶甲醇的摩尔分数：𝒙𝑫进料甲醇的摩尔分数：𝒙𝑭塔底甲醇的摩尔分数=0.9719=0.5505=0.0072𝒕𝑭𝒕𝑫=𝟔𝟔.𝒕𝑾=𝟔𝟓.𝟑℃𝟗℃(泡点温度)=𝟕𝟕.𝟐℃3.2.5q值的计算q=1。塔的构造设计精馏塔塔径的计算查得有关甲醇与乙醇的安托因方程：甲醇： 得: lgP7.879

1473.1A T230.01554.3B乙醇： 得: lgP8.045TB

222.65将P，P代入Px Px

P进展试差,A B A A B BD 1)塔顶：𝑷𝟏=101.3+0.7=102kPa, 𝒙𝑨 = x =0.9789, 试差得t D 2)进料板位置：11精馏段实际板层数：𝑵 =10/55.07% 18精每层塔板压降：∆𝐏=0.7kPa进料板压力：𝑷𝑭=101.3+0.7 18=113.9kPa，𝒙𝑨=𝒙𝑭=0.6080, 试差得𝒕𝑭=67.43提馏段实际板层数：𝑵 =38－18=20提塔釜压力：𝑷𝑾 =101.3+0.7 37=127.2kPa塔釜：𝒙𝑨=𝒙𝑾=0.0426，试差得𝒕𝑾=79.5求得精馏段及提馏段的平均压力及温度：t t精馏段：𝒕𝒎= D2F64.75℃P P𝑷𝒎=

D2 F108kPat t𝒎提馏段：𝒕,=W2 𝒎

, P P𝑷𝒎= W2 F120.5kPa平均摩尔质量的计算：塔顶：𝑴𝑽𝑫𝒎=0.9789 32.04+(1−0.9789)×46.07=32.34kg/kmol𝑴𝑳𝑫𝒎=0.9645 32.04+(1−0.9645)×46.07=32.54kg/kmol进料板：𝑴𝑽𝑭𝒎=0.7272 32.04+(1−0.7272)×46.07=35.88kg/kmol𝑴𝑳𝑭𝒎=0.6095 32.04+(1−0.6095)×46.07=37.52kg/kmol塔釜：𝑴𝑽𝑾𝒎=0.0468 32.04+(1−0.0468)×46.07=45.41kg/kmol𝑴𝑳𝑾𝒎=0.0279 32.04+(1−0.0279)×46.07=45.69kg/kmol精馏段平均摩尔质量:𝑴𝑽𝒎

=𝑴𝑽𝑫𝒎+𝑴𝑽𝑭𝒎𝟐

=34.11kg/kmol𝐌𝐋𝐦

=𝐌𝐋𝐃𝐦+𝐌𝐋𝐅𝐦𝟐

=35.03kg/kmol提馏段平均摩尔质量：𝐌, 𝑴𝑽𝑭𝒎+𝑴𝑽𝑾𝒎=40.65kg/kmol𝑽𝒎= 𝟐𝐌, 𝑴𝑳𝑭𝒎+𝑴𝑳𝑾𝒎平均密度的计算：

𝑳𝒎=

=41.60kg/kmol𝟐𝑽𝒎1)汽相平均密度计算：𝝆 =𝑷𝑴𝑽𝒎𝑹𝑻精馏段汽相平均密度：𝝆𝑽𝒎=1.311kg/𝒎𝟑

𝑷𝒎×𝑴𝑽𝒎𝑹𝑻

= 10834.11 =8.314(273.1564.75)𝝆=提馏段汽相平均密度：,𝝆=𝑽𝒎

, ,𝑷×𝑴=𝒎 𝑽𝒎𝑷×𝑴=𝑹𝑻,

120.540.658.314(273.1573.5)

=1.700kg/𝒎𝟑2)𝟏𝝆𝑳

=∑𝒘𝒊𝝆𝒊塔顶：𝝆𝑨=749.25kg/𝒎𝟑，𝝆𝑩=750.11kg/𝒎𝟑得：𝝆 =

𝟏 =

=749.29kg/𝒎𝟑𝑳𝑫𝒎

𝒘𝑨+𝒘𝑩𝝆𝑨 𝝆𝑩

0.97

749.25

0.03

750.11进料板：𝝆𝑨=746.4kg/𝒎𝟑，𝝆𝑩=747.4kg/𝒎𝟑得：𝝆 =

𝟏 = 1

=746.88kg/𝒎𝟑𝑳𝑭𝒎

𝒘𝑨+𝒘𝑩𝝆𝑨 𝝆𝑩

0.54

746.4

0.46

747.4塔釜：𝝆𝑨=733.5kg/𝒎𝟑，𝝆𝑩=735.04kg/𝒎𝟑得：𝝆𝑳𝑾𝒎=

𝟏 =𝒘𝑨+𝒘𝑩𝝆𝑨 𝝆𝑩

0.03

733.5

10.97

735.04

=734.97kg/𝒎𝟑精馏段液相平均密度：𝝆𝑳𝒎=

749.29746.88 =748.085kg/𝒎𝟑2𝛒=提馏段液相平均密度：,𝛒=𝑳𝒎

734.97746.882

=740.925kg/𝒎𝟑液体平均外表张力计算液体平均外表张力按下式计算：Lm

xi i塔顶：𝒕𝟏=62.1 ，由《化工原理〔第三版，化学工业出版社，陈敏恒〕附录𝝈𝑨=18.35mN/m， 𝝈𝑩=18.40mN/m得：𝝈𝑳𝑫𝒎=𝒙𝟏𝝈𝑨+(1-𝒙𝟏)𝝈𝑩=0.9645 18.35+(1-0.9645)×𝟏𝟖.𝟒𝟎=18.35进料板：𝒕𝑭=67.4 ，查手册：𝝈𝑨=17.86mN/m，𝝈𝑩=18.00mN/m得：𝝈𝑳𝑭𝒎=𝒙𝑭𝝈𝑨+(1-𝒙𝑭)𝝈𝑩=0.628 17.86+(1-0.628)×𝟏𝟖.𝟎𝟎=17.91mN/m塔釜：𝒕𝑾=79.5 ，查附录：𝝈𝑨=16.80mN/m，𝝈𝑩=17.18mN/m得：𝝈𝑳𝑾𝒎=𝒙𝑭𝝈𝑨+(1-𝒙𝑭)𝝈𝑩=0.0426 𝟏𝟕.𝟏𝟖=17.16mN/m精馏段液体外表平均张力：𝝈𝑳𝒎=𝝈提馏段液体外表平均张力：, 𝝈𝑳𝒎

𝝈𝑳𝑫𝒎+𝝈𝑳𝑭𝒎𝟐𝝈𝑳𝑾𝒎+𝝈𝑳𝑭𝒎𝟐

=18.13mN/m=17.55mN/m液体平均黏度计算：液体平均黏度按下式计算：𝐥𝐠𝝁𝐋𝐦=𝒙𝒊𝒍𝒈𝝁𝒊塔顶：𝒕𝟏=62.1℃〔第三版，化学工业出版社，陈敏恒〕附录𝝁𝑨=0.315mPa∙𝐬， 𝝁𝑩=0.520mPa∙𝐬得：𝝁𝑳𝑫𝒎=𝟏𝟎𝒙𝒊𝒍𝒈𝝁𝒊=0.32mPa∙𝐬进料板：𝒕𝑭=67.4℃，查附录：𝝁𝑨=0.305mPa∙𝐬,𝝁𝑩=0.485mPa∙𝐬得：𝝁𝑳𝑭𝒎=𝟏𝟎𝒙𝒊𝒍𝒈𝝁𝒊=0.34mPa∙𝐬塔釜：𝒕𝑾=79.5℃，查附录：𝝁𝑨=0.256mPa∙𝐬,𝝁𝑩=0.394mPa∙𝐬得：𝝁𝑳𝑾𝒎=𝟏𝟎𝒙𝒊𝒍𝒈𝝁𝒊=0.38mPa∙𝐬精馏段液体平均黏度：𝝁𝑳𝒎 =0.33mPa∙𝐬𝝁提馏段液体平均黏度：,𝝁𝑳𝒎

=0.36mPa∙𝐬气液相体积流率计算精馏段汽相体积流率

= 𝑽𝑴𝑽𝒎𝟑𝟔𝟎𝟎𝝆𝑽𝒎

=1.566𝒎𝟑/s液相体积流率

= 𝑳𝑴𝑳𝒎𝟑𝟔𝟎𝟎𝝆𝑳𝒎

=0.00216𝒎𝟑/sV”M”𝑽=提馏段汽相体积流率：,𝑽=𝒔

Vm3600”Vm

=1.439𝒎𝟑/s𝑳=液相体积流率：,𝑳=𝒔塔径确实定

Lm3600”Lm𝝆

=0.00385𝒎𝟑/s𝝆 塔径确实定，需求𝝁𝒎𝒂𝒙=C√C20Smith图查取。

𝑳𝒎𝝆𝑽𝒎

𝑽𝒎，C由下式计算：CC (20

L)0.220THT

0.45m

h

0.05mH

h 0.450.050.40ml段塔径确实定l图的横坐标为𝑳𝒔(𝝆𝑳)𝟏/𝟐𝑽𝒔 𝝆𝑽20C Smith图查取。20

TL= 0.021(748.085)0.5TL15.66 1.311Smith图

=0.032smith图：THT

0.45m

h

0.05mH

h 0.450.050.40mlTL段塔径确实定lTL图的横坐标为𝑳𝒔(𝝆𝑳)𝟏/𝟐𝑽𝒔 𝝆𝑽

= 0.0216(748.085)0.515.66 1.311Smith图

=0.033smith图：得𝑪𝟐𝟎0.087,C=0.0853u Cmax

VLVLV

=0.0