精馏塔设计流程

水的摩尔质M=18.02kg/kmol总物料衡算总物料衡算二 D+WX_+W在一常压操作的连续精馏塔内分离水—乙醇混合物。已知原料的处理量为 2000 吨、组成为36%（乙醇的质量分率，下同），要求塔顶馏出液的组成为 82%，塔底釜液的组成为 6%。设计条件如下：操作压力 5kPa（塔顶表压）；进料热状况自选；回流比自选；单板压降 W；根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。【设计计算】（一）设计方案的确定本设计任务为分离水—乙醇混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预料器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。（二）精馏塔的物料衡算1. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量 M=46.07kg/kmolx=二―°%“—二 0.18F0.3646.07+0.6418.020.82:46.07D__0.8246.07+0.1818.02X_二=0.02W0.0646.07+0.9418.022.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M_X+X_23.07kg/kmolFM_X+X_35.97kg/kmolM_X+X_18.69kg/kmol3.物料衡算以每年工作 250 天，每天工作 12 小时计原料处理联立解得 D=hW=h（三）塔板数的确1 理论板层数 N 的求取水一乙醇属理想物系，可采用图解法求理论板层数。T①由手册查得水一乙醇物系的气液平衡数据，绘出 x—y 图，如图。②求最小回流比及操作回流比。采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点 e,作垂线 ef 即为进料线（q线）,该线与平衡线的交点坐标为x=故最小回流比x-yR 二」Dqminy—Xqq0.64-0.52=0.35取操作回流比R 二 R 二 X 二min③ 求精馏塔的气、液相负荷L 二 RD 二=0.53x7.32=5.17kmol/hV 二(R+1)D 二(+1)x7.32=11.20kmol/hL'二 L+F=+=kmol/hV'=V=h④ 求操作线方精馏LDy=x+x=X+x0.64=0.462x+0.41811.2011.20提馏段操作线方程为L'W34.0721.58y'=x'—x 二 x'—x0.024=x'⑤ 图解法求理论板层数采用图解法求理论板层数，如图 1 所示。求解结果总理论板层NT=16（包括再沸进料板位置 N=5F2.实际板层数的求取精馏段实际板层数 N 二篡=20精0.55提馏段实际板层数 N=羔=9.09 沁 10提0.55（四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算以精馏段为例进行计算。1. 操作压力计算塔顶操作压力P 二+5 二D每层塔板压降△P 二...