/NUMPAGES30组数40组员：李海龙、刘盼盼、王玉琳化化工学院目录题目┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3乙醇-异丁醇t-x-y、x-y图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3理论板求解┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4填料塔类型和高度计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6工艺流程图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6换热器计算与选取┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6板式精馏塔的设计和泵的选取及核算┈┈┈┈┈13思考题┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18创新┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20误差分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20一、题目某工厂利用发酵法生产酒精工艺过程中，产生一股乙醇与异丁醇的混合物，该混合物中含有乙醇45%（质量百分数，下同）。现欲用常压精馏塔对上述混合物进行分离，要求分离后乙醇和异丁醇的纯度均不小于95%。产品均需要冷却到40℃。塔釜采用外置再沸器，冷公用工程为循环水（20℃→30℃），热公用工程为0.4MPa（表压）的饱和水蒸汽，环境温度为20℃。塔进料温度要求接近但不超过进料的饱和温度。二、（1）已知乙醇与异丁醇沸点分别为78.29℃、107.66℃∴在此之间取温度（℃）：80.0、82.5、85.0、87.5、90.0、92.5、95.0、97.5、100、102.5、105几点，分别在饱和蒸汽压曲线上查得相应的点位置，计算x，y整理得温度（℃）8082.58587.59092.59597.5100102.5105乙醇/Kpa110123.3133.3143.3160173.3186.3210226.6243.3266.6异丁醇/Kpa33.637.841.846.452.756.462.768.276.484.592.7x0.8860.7440.6510.5670.4530.3840.3120.2330.1660.1060.0495y0.9620.9050.8560.8020.7160.6570.5740.4830.3710.2550.130计算举例第一组x===0.886y=x=×0.886=0.962根据上表绘出x-y图与t-x-y图如下所示乙醇-异丁醇y-x图（2）在x-y图上用图解法求理论板数计算过程：=46.069kg/kmol=74.1228kg/kmol∴==0.568=在上图取为（0.968，0.968）做x=0.568垂直于x轴为q线方程交x-y线于点则Rmin=R=2Rmin=1.376∴取点（0，0.407）为C点连接AC为精馏段操作线方程交q线于D点，取E点为（0.078，0.078）连接DE为提留段操作线方程图解法求理论塔板数画梯度级即可取的板数为9块（包括再沸器）从第四块板进料（3）若采用填料塔，采用520Y金属孔板波纹填料查的每米填料理论板数为4-4.5块，取则由，测精馏段填料层高度为提留段填料层高度为设计时取精馏段填料高度为1m，提留段填料层高度为2m根据分段高度定义h=16×HETP=16×0.25=4m∴不需分段（4）设计流程（见最后一页）。（5）换热器计算与选取第一预热器：第二预热器物料预热器（进行了核算）由所给图查数据计算进口物料性质（）(用来计算物料的性质)（单位为图上单位）ρCpμλ乙醇7341480.1535异丁醇7512421.125蒸气/冷凝水条件序号项目单位数值备注1密度1000冷凝液2粘度CP0.8冷凝液3比热2.413蒸气44.2冷凝液5导热系数0.5冷凝液6质量流量未知7进口温度143.4蒸气8出口温度143.4饱和冷凝液9相变热2138.5物料条件序号项目单位数值备注1密度741.42粘度3比热3.074导热系数0.1635质量流量Kg/h200006进口温度72.237出口温度87.3饱和蒸气走壳程，物料走管程1试算和初选换热器的规格1）2)查图4-19可得3）假设K=266.1选换热器壳径/mm600管子尺寸/mmφ25×2.5公称压强/MPa2.5管长/m3公称面积/m255.8管子总数245管程数1管子排列方法正三角形实际传热面积若选择该型号的换热器，则要求过程的总传热系数为2)核算压强降1.管程压强降其中设ε=0.1mm查课本λ-Re关系曲线得λ=0.03所以2.壳程压降其中取折流挡板间距h=0,15m计算表明管程和壳程都能满足要求3）核算总传热系数1.管程对流传热系数αi2.壳程对流传热系数αo取列管中心距t=32mm则