毕业论文处理9.8万吨甲醇水溶液精馏工艺设计36906.doc

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1、北京化工大学毕业论文 年处理9.8万吨甲醇-水溶液精馏工艺设计专 业：化工工程与工艺班 级：陕艺专081学生姓名：指导老师：王万侠 2009年 月 日诚信申明本人郑重申明：本人所撰写的毕业论文是年处理9.8万吨甲醇-水溶液精馏工艺设计是在指导老师王万侠悉心的指导下，我查阅资料独立研究、写作的成果。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。设计所撰写的内容及参考资料真实可靠。如有不实之处，我愿按照学校的有关规定，接受应有的处罚，承担一切后果。 申明人：武丙忠 时 间：2009年5月26日 毕业设计任务书设计（论文）题目：年处理9.8万吨甲醇-水溶液精馏工艺设计学 院：陕西工业技术学院 专

2、业：化工工程与工艺 班级：陕艺专081学生姓名：武丙忠 指导老师：王万侠 （高级讲师）1. 设计（论文）的主要任务及目标任务：年处理9.8万吨甲醇-水溶液精馏工艺设计目标：根据生产任务要求设计一个符合实际生产的精馏塔2. 设计（论文）的基本要求和内容（1） 根据生产任务，计算精馏塔的塔高（2） 行物料衡算、热量衡算（3） 绘制出塔设备的装备图（4） 绘制带控制点的工艺流程图3、主要参考文献1 化工原理.夏清.陈常贵.天津大学出版社.2005.1.第一版2 化工单元过程及操作.张新战.化学工业出版社2006.1.第一版3 甲醇生产工艺.赵建军.化学工业出版社.2008.8.北京第一版4 化工原理

3、.杨祖荣.高等教育出版社.2008.6.第一版5 化工设备基础.王绍良.化学工业出版社.2008.4.北京第一版6 化学工程.上海化工学院.天津大学.浙江大学.化学工业出版社.第二册.1981.12.北京第二次印刷7化工计算.张桂军.薛雪.化学工业出版社.2008.4.第一版4、进度安排序号设计（论文）各阶段名称起止日期1下达任务书5.252明确设计任务撰写诚信申明填写毕业设计任务书5.265.283查考资料编写论文绪论5.316.54工艺计算、物料衡算、热量衡算、塔板数计算6.6 6.165塔高计算、画出设备图6.176.236绘制控制点的工艺流程图6.246.277完成初稿、摘要6.286

4、.308毕业设计中期检查7.1 7.39对毕业设计进行核算7.4 7.1010绘制正规的装置图和带控制点的工艺流程图7.117.2011完成编写说明7.217.3012毕业设计答辩8月初题目：年处理9.8万吨甲醇-水溶液精馏工艺设计摘 要本设计任务是设计一个精馏塔进行甲醇-水混合物的分离，采用连续操作方式的筛板精馏塔。年处理9.8吨的甲醇-水溶液，其中甲醇的含量为40%质量分数，塔中甲醇的含量不低于95%，塔釜残液中甲醇的含量不高于3.5%。设计中采用泡点进料，操作压力为11.3KPa(塔顶表压) ，全塔效率为46%，单板压降0.9KPa.将原料液通过预热器加热至泡点温度后送入精馏塔内,塔顶上

5、升轻组分蒸汽采用全凝器冷凝,全凝器主要是用来准备控制回流比,冷凝器在泡点下一部分回流至塔内,其于部分经产品冷却器冷却后送入产品储罐.该物系属于易分离物系,操作回流比取最小回流比的1.4倍;塔釜采用间接蒸汽加热,以提供足够的热量,塔底产品冷却后送至残液储罐。本设计是对精馏塔的一些物料、热量的衡算，工艺计算，结构设计及精馏装置工艺流程图、设备工艺条件图和塔板的负荷性能图和附属设备等。学校为我们提供了一个展示才华、思维和能力的良好机会，给一片自己动手的蓝色天空，在精馏塔的设计中为我们培养独立思考、综合应用所学知识来解决实际问题的能力，为了搞好本次设计内容，务必做到实事求是、作风严谨，也为了将来工作的

6、得心应手，我们应该认真对待这次论文的设计。学习更多的东西为发展科学观作出贡献。关键词：精馏塔；筛板论文类型：其它目 录前言1第1章 流程的确定和说明5第1.1节加料方式5第1.2节 进料状态5第1.3节 冷凝方式5第1.4节加热方式6第2章 精馏塔的设计计算7第2.1节 操作条件与基础数据72.1.1 设计任务和设计条件72.1.2 设计方案确定7第2.2节 精馏塔的工艺计算72.2.1 物料衡算7第2.3节 精馏装置的热量衡算82.3.1 冷凝器82.3.2 再沸器9第3章 塔板数的确定10第3.1节 最小回流比及操作回流比103.1.1 挥发度计算103.1.2 求最小回流比及操作回流比1

7、13.1.3 求精馏塔的气液相负荷113.1.4 求操作线方程12第3.2节 逐板法求理论塔板层数12第4章 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算15第4.1节 精馏段的计算154.1.1 操作压力计算154.1.2 操作温度计算154.1.3 平均摩尔质量计算154.1.4 平均密度计算164.1.5 液相平均表面张力计算174.1.6 液相平均黏度计算17第4.2节 提馏段的计算184.2.1 操作压力184.2.2 操作温度的确定184.2.3 平均摩尔质量的计算194.2.4 平均密度得计算194.2.5 液相平均表面张力的计算204.2.6 液相平均粘度的计算20第5章 塔体工艺尺寸计

8、算22第5.1节 精馏段的计算225.1.1 精馏段塔径的计算225.1.2 精馏塔的有效高度23第5.2节 提馏段的计算235.2.1 提馏段塔径的计算235.2.2 提馏段的有效高度255.2.3 塔的有效高度25第5.3节 封头的选型及其计算255.3.1 封头的选型255.3.2 封头的计算26第5.4节 支座的选型及其计算265.4.1 支座的选型265.4.2 支座的计算26第6章 塔板主要工艺尺寸计算28第6.1节 精馏段的计算286.1.1 溢流装置的计算286.1.2 塔板布置29第6.2节 提馏段的计算306.2.1 溢流装置的计算306.2.2 塔板布置32第7章 筛板的

9、力学流体验算34第7.1节精馏段的流体力学验算347.1.1 塔板的压降347.1.2 液面落差357.1.3 液沫夹带357.1.4 漏液367.1.5 液泛36第7.2节 提馏段的流体力学验算377.2.1 塔板的压降377.2.2 液面落差387.2.3 液沫夹带387.2.4 漏液387.2.5 液泛39第8章 塔板性能负荷图40第8.1节 提馏段的塔板负荷性能图408.1.1 漏液408.1.2 液沫夹带线418.1.3 液相负荷下限线428.1.4 液相负荷上限线428.1.5 液泛线42第8.2节 提留段的塔板负荷性能图448.2.1 漏液线448.2.2 液沫夹带线458.2.

10、3 液相负荷下限线458.2.4 液相负荷上限线468.2.5 液泛线46筛板塔设计计算结果48第9章 附属设备的计算、选型50第9.1节 冷凝器的选型及计算50第10章 精馏装置的工艺流程图51第11章 板式塔精馏装置设计说明书52结 论53参 考 文 献54符 号 说 明55致 谢58前言 蒸馏是分离液体均相混合物的典型单元操作之一，也是最早实现工业化得一种分离方法，广泛的应用于化工石油、医药、食品、酿酒及环保等领域。蒸馏作为当代工业应用最广的分离技术，目前具有相当成熟的工程设计经验以及一定的理论研究基础。随着石油化工及化学工业等领域的不断发展和兴起，蒸馏分离过程的大处理量，连续化操作的优

11、势得到了充分的发挥。化工生产需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的.互溶液体混合物的分离有多种方法,精馏是其中最常用的一种.精馏操作其基本原理是利用互溶液体混合物相对挥发度的不同、实现各组分分离的单元操作，实现原料混合物中各组分分离该过程是同时进行传质传热的过程。精馏的原理是利用液体混合物中各组分具有不同沸点，在一定温度下，各组分应具有不同的蒸汽压。当液体混合物受热汽化与其蒸汽平衡时，在气相中易挥发物质蒸汽占较大比重，将此蒸汽冷凝而得到含易挥发物质组分较多的液体，这就是进行了一次简单精馏。重复将此液在汽化，又进行了一次汽液平衡，蒸汽重复冷凝得到液体，其中易挥发物质的组分又增加了，

12、如此继续重复，最终就能得到接近纯组分得各物质。因此，精馏原理可概述为：将液体混合物进行多次的部分汽化，部分冷凝并分别收集，最终得到分离提纯的目的。精馏通常可将液体混合物分离为塔顶产品（馏出液）和塔底产品（蒸馏的釜残液）两个部分。也可以根据混合物中各组分不同的沸点分别从相应的塔板引出馏分，进行多元组分的分离。本设计是采运易挥发的双组分离。精馏过程来说，精馏设备是使过程得以进行的重要条件。性能良好的精馏设备，为精馏过程得进行创造了良好的条件。它直接影响了装置的产品质量、生产能力、产品收率、消耗定额、三废处理以及环境保护等方面。本设计采用的是筛板塔，筛板塔上开有许多均匀布置的筛孔，孔径一般为3-8m

13、m，筛孔在塔板上作正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使塔板上能维持一定厚度的液层，在操作时，上升气流通过筛孔分散成细小的流股，在板上液层中鼓泡而出，汽液间密切接触而进行传质。在正常的操作气速下，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄露。筛板塔的优点：结构简单，造价低廉，气体压降小，板上叶面落差也较小，生产能力及板效率均比泡罩塔高。缺点是：操作弹性小，筛孔小时容易堵塞。近年来采用大孔径（10-25mm）筛板可避免堵塞，而且由于气速的提高生产能力增大。甲醇最初由木材干馏得到，故俗称木醇。甲醇生产的原料大致有煤、石油、天然气和含 CO（或）的工业废气、农作物、有机废料以及城市垃圾等，均可作为制造

14、甲醇的原料。我国甲醇的产量近年来发展较快，从我国能源结构出发，甲醇可由煤制得，技术并不复杂。甲醇的来源广，将来在我国甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料，蕴藏着潜在的巨大市场。甲醇化工已成为化工中一个重要的领域。甲醇的化学式为，相对分子质量32.04 。常温，常压是一种无色透明有特殊气味的易流动易挥发的可燃液体，沸点64.9在空气中的爆炸极限为6%-26.5%（体积分数），甲醇的密度、黏度和表面张力都随温度的升高而减小。甲醇可以和水以及许多有机液体如乙醇、乙醚等无限地混合。它易吸收水蒸汽，二氧化碳和某些其他物质，因此，只有用特殊的方法才能制的完全午睡的甲醇。甲醇具有毒性，内服10mL有失明危

15、险，300mL能让人死亡。甲醇可在银催化剂作用下在600-650进行气相氧化或脱氢生成甲醇。甲醇分子羟基中的氢可以被碱金属取代而生成甲醇钠甲醇钠在没有水的条件下才稳定，因为水可以使它水解生成甲醇和氢氧化钠高温下，在催化剂上进行甲醇的脱水，可以制取二甲醚。酸与甲醇反应时，甲醇分子中的甲基易被取代，在有羟无机酸存在是反应加快。如甲酸与甲醇生成甲酸甲酯 在30.40(30atm)下，150220是在铑催化剂存在下，一氧化碳和甲酸可以合成醋酸在常温下，甲醇是稳定的，350400和再催化剂上它分解成一氧化碳和氢甲醇具有重要的许多物理性质，因甲醇的特殊性质，许多重要的工业用途正在研究开发，如甲醇可以裂解制

16、氢，用于燃料电池。甲醇通过ZSM-5分子筛催化剂转化为汽油，已经工业化，为固体燃料转为液体燃料开辟捷径。甲醇可以裂解制烯烃，这对石油化工原料的多样化，和面对石油资源日渐缩紧对能源结构的改变具有重要意义。甲醇和水可以无限的混合，混合后的甲醇水系统的性质，是研究甲醇性质的重要组成部分。密度 甲醇水溶液的密度，随着温度的降低而增加，在相同的温度下，几乎是随着甲醇浓度的增加而增加热容 甲醇水溶液的热容，随着甲醇浓度的升高和温度的升高而增加黏度 甲醇水溶液的黏度与组成有关，在所有研究过的温度下，当甲醇的含量50%时均有最大值，在任何情况下，混合物的黏度都比纯甲醇的粘度大。甲醇是多中有机产品的基本原料和重

17、要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。近年来，随着技术的发展和能源结构的改变，甲醇又开辟了许多新的用途。1. 甲醇是较好的人工合成蛋白的原料，蛋白转化率较高，发酵速度快，无毒性，价格便宜。2. 甲醇是容易输送的清洁燃料，可以单独与汽油混合作为汽车燃料，用它作为汽油添加剂可起节约芳烃，提高辛烷值的作用，汽车制造业将成为耗用甲醇的主要部门，有甲醇转为汽油方法的研究成果，开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。3. 甲醇是直接合成醋酸的原料，孟山都法实现了在较低压力下甲醇和一氧化碳合成醋酸的工业方法。甲醇可直接用于还原铁矿（甲醇可以预先分解为CO ，也可以不作预分解）得到高质量的海绵铁。

18、甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品。20世纪70年代以来，国外甲醇工业发展总趋势如下：1. 新建长多采用中低压法，不外加二氧化碳，该法具有设备少，操作与控制简单，投资及操作费用低，产品纯高等许多优点2. 高压法处于停滞状态，为中低压发所替代。旧有高压法，也在努力改善催化剂的活性，对合成塔作为某些改进后，其生产能力可提高20%-50%,其能源利用率亦有显著提高。3. 生产装置趋向于大型化，由于大型装置设备利用率和能源利用率较好，可以节省单位产品的投资和降低单位产品成本。4. 继续研制活性及选择性高，耐热性更好，使用寿命更长的甲醇合成铜系

19、催化剂，达到简化合成塔结构和强化生产的目的。5. 降低甲醇制造过程的能量消耗，这是新建甲醇装置普遍重视解决的课题；旧有的甲醇装置也极重视这方面的技术改进工作。如热能的充分利用原料气制装备的工艺改进，采用透平压缩机使用高活性催化剂等，都取得里显著的节约能量消耗的效果。研究进一步提高，碳的氧化物与氢合成甲醇单程转化率的新工艺，在强化生产的同时，实质也是节约能量的重要手段。这是燃料世界的一次革命，中国要达到国际环保的标准，必须解决汽车尾气对空气的污染问题，推广使用绿色能源是一条重要的途径，随着人们对环境的要求越来越高甲醇汽油这一绿色能源在未来是个不错的选择。甲醇工业将在未来会受到很大的青睐。第1章

20、流程的确定和说明第1.1节 加料方式加料分两种方式：泵加料和高位槽加料通过控制液位高度，可以得到稳定流量，但要求搭建塔台，增加基础建设费用；泵加料属于强制进料方式，泵加料易受温度影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，影响传质效率。靠重力的流动方式可省去一笔费用。本次加料可选泵加料，泵和自动调节装置配合控制进料。进料状态进料方式一般有冷液进料，泡点进料，气液混合物进料，露点进料，加热蒸汽进料等。第1.2节 进料状态泡点进料对塔操作方便，不受季节气温影响。泡点进料基于恒摩尔流，假定精馏段和提馏段上升蒸汽量相等，精馏段和提馏段塔径基本相等。由于泡点进料时塔的制造比较方便，而其他进料方式对设备的要求高，

21、设计起来难度相对加大，所以采用泡点进料。第1.3节 冷凝方式 选全凝器，塔顶出来的气体温度不高。冷凝后回流液和产品温度不高，无需再次冷凝，且本次分离是为了分离苯和甲苯，制造设备较为简单，为节省资金，选全凝器。回流方式宜采用重力回流，对于小型塔，冷凝液由重力作用回流入塔。优点：回流冷凝器无需支撑结构；缺点：回流控制较难安装，但强制回流需用泵，安装费用，点好费用大，故不用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝器以冷凝回流如塔内。第4.1节 加热方式 采用间接加热，因为对同一种进料组成，热状况及回流比得到相同的流出液组成及回收率时，利用直接蒸汽加热时，所需理论塔板数比用间接加热蒸汽时多一些，若待分离的混合为

22、水溶液，且水是难挥发组分，釜液近于纯水，这是可采用直接加热方式。由于本次分离的是苯甲苯混合液，故采用间接加热。加热器 选用管壳式换热器。只有在工艺物料的特征性或工艺条件特殊时才考虑选用其他形式。例如，热敏性物料加热多采用降膜式或者波纹管式换热器或者换热器流路均匀，加热效率高的加热第2章 精馏塔的设计计算第2.1节 操作条件与基础数据2.1.1 设计任务和设计条件设计用于甲醇-水溶液混合液分离的常压筛板精馏塔，年产量为9.8万吨，其中甲醇的含量为40%（质量分数，下同），塔顶中甲醇的含量不低于95%。塔釜残液中甲醇的含量不高于3.5%.设计条件操作压力 101.3KPa （塔顶表压）进料热状况

23、采用泡点进料回流比 R=1.4Rmin单板压降 0.9KPa全塔效率 ET=52%2.1.2 设计方案确定本设计中进行二元混合物系甲醇-水的分离,采用连续操作方式的筛板精馏塔,进料温度为泡点温度.将原料液通过预热器加热至泡点温度后送入精馏塔内,用饱和水蒸气加热.塔顶蒸汽采用全凝器冷凝,用循环水进行冷却,然后将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。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。第2.2节 精馏塔的工艺计算2.2.1 物料衡算甲醇摩尔质量 MA=32.04kg/kmol水的摩尔质量 MB=18.02kg/mol原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量年操

24、作时间为8000h计算原料量为：9.8总物料衡算：F=D+W （2.1）560.9=D+W （2.2）560.90.2727=D0.9143+W0.0204联立解得 W=402.5 D=158.4第2.3节 精馏装置的热量衡算2.3.1 冷凝器冷凝器热负荷为： （2.3）由于塔顶流出液几乎为甲醇，可按纯甲醇的摩尔焓计算，若回流在饱和温度下进入塔内，则, （2.4）查X-Y图，当=0.9143时，泡点温度为65，查的该温度下汽化潜热为 610故 r=61032.04=19544.4所以 V r （2.5） V r =441.8 19544.4=8.63由于冷却水进出冷凝器的温度分别为25及35，

25、所以冷却水消耗量为： （2.6）2.062.3.2 再沸器再沸器热负荷为： （2.7）同样，釜液为甲醇溶液，古其焓可以按甲醇的摩尔焓计算查图，=0.0204 时，泡点温度为94.95，查的该温度下得汽化潜热为：=67532.04=21627所以，=44.1821627=9.55查的水的汽化潜热为： 11785 (2.8) =第3章 塔板数的确定第3.1节 最小回流比及操作回流比3.1.1 挥发度计算由于甲醇-水溶液属于理想物系，则甲醇-水溶液的 t-x-y表得：表3.1 甲醇-水物系的气液平衡相图数据如下：温度/66.868.4570.2572.1574.276.6579.8584.493.8

26、50.850.750.650.550.450.350.250.150.50.93650.89250.84750.8020.7540.6970.6220.5170.209甲醇-水的取t=72.15时计算相对挥发度 (3.1) (3.2) (3.3) (3.4) (3.5) (3.6) 3.1.2 求最小回流比及操作回流比 (3.7) 故最小回流比为： (3.8) 3.1.3 求精馏塔的气液相负荷L=RD=1.789158.4=283.4 V=(R+1)D=(1+1.789)158.4=441.8 =283.4+1560.9=844.3 =441.83.1.4 求操作线方程精馏段操作线方程 (3.

27、9)提留段操作线方程 (3.10) 第3.2节 逐板法求理论塔板层数由于进料采用泡点进料，则：= (3.11) 代入 解得： =0.7632代入 解得： =0.8174 代入 解得 =0.5745同理解得， = 0.6963 ;=0.4088=0.59 ;=0.3027= 0.522 ;=0.2477 =0.2477 代入 解得， =0.4548 代入 解得，=0.2010同理解得， =0.3655 ;= 0.1480 =0.2642 ;=0.09774=0.1682 ; =0.05750=0.09131 ; =0.02943=0.03765 ; =0.01166求解的结果为：总理论塔板数：

28、=11块（包括再沸器）理论进料板数 ：=5 块第3.2节 实际板层数的求解精馏段实际板层数： 块提留段实际板层数： 块 （3.12）实际塔板数： 块第4章 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算第4.1节 精馏段的计算4.1.1 操作压力计算塔顶操作压力： =101.3每层塔板压降： P=0.9进料板压力： =101.3+0.99=109.4精馏段平均压力：= (101.3+109.4)/2=105.354.1.2 操作温度计算依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中甲醇-水溶液的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。计算结果如下， 塔顶温度 =65进料板温度 =75.3精馏段平均

29、温度 =（65+75.3）/2=70.154.1.3 平均摩尔质量计算塔顶的平均摩尔质量计算由 查平衡曲线的 =0.7945=0.914332.04+（1-0.9143）18.02=30.83=0.794332.04+（1-0.7943）18.02=29.16进料板平均摩尔质量计算由逐板理论的 =0.522 查平衡曲线的 =0.163=0.52232.04+（1-0.522）18.02=25.33=0.16332.04+（1-0.163）18.02=20.30精馏段的平均摩尔质量：=（+）/2=（30.83+25.33）/2=28.08=(+)/2=(29.16+20.30)/2=24.734

30、.1.4 平均密度计算（1） 气相平均密度由理想气体状态方程计算： (4.1) （1） 液相平均密度计算液相平均密度由下式计算=1.034-0.0008t-0.0022C (4.2)塔顶液相平均密度计算由，=65 ， C=95%=1.034-0.000865-0.002295%=979.9进料板液相平均密度计算=75.3 C =40%=1.034-0.000875.3-0.002240%=972.9精馏段液相平均密度计算为=（+）/2=（979.9+972.9）/2=976.44.1.5 液相平均表面张力计算液相平均表面张力由下式计算，即 (4.3)塔顶液相平均表面张力的计算由，=65 ，查手

31、册得 =18.1 =65.25=0.914318.1+(1-0.9143) 65.25=22.14进料液相平均表面张力计算=75.3 查手册得，=17.27 =63.39=0.272717.27+（1-0.2727）63.39=50.81精馏段液相平均表面张力为=（+）/2=36.484.1.6 液相平均黏度计算液相平均黏度由下式计算1010 (4.4)塔顶液相平均黏度由下式计算由=65 查手册得 =0.327 =0.4375 =0.9143+(1-0.9143) 解得， =0.3352进料板液相平均黏度的计算=75.3 查手册得 =0.286 =0.3817=0.2727+（1-0.2727

32、）解得，=0.3530精馏段平均黏度：=（+）/2=（0.3352+0.3530）/2=0.3441第4.2节 提馏段的计算4.2.1 操作压力 塔顶操作压力 =101.3 每层塔板压降： P=0.9进料板压力： =101.3+0.99=109.4塔釜的操作压力 =101.3+0.915=114.8提留段的操作压力 =(+)/2=(109.4+114.8)/2=112.14.2.2 操作温度的确定 依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中甲醇-水的饱和蒸汽压有安托尼方程计算，计算过程略，计算结果如下：塔底温度 =94.95 进料温度 =75.3提留段平均温度 =（75.3+94.

33、95）/2=85.1254.2.3 平均摩尔质量的计算塔釜平均摩尔质量的计算由逐板法理论的， =0.135 查平衡曲线得， =0.0204 所以， =0.13532.04+（1-0.135）18.02=19.91 =0.0204 32.04+(1-0.0204) 18.02=18.30由逐板理论的 =0.522 查平衡曲线的 =0.163=0.52232.04+（1-0.522）18.02=25.33=0.16332.04+（1-0.163）18.02=20.30提馏段平均摩尔质量计算：=（+）/2=（25.33+19.91）/2=22.62=(+)/2=(20.30+18.30)/2=19.

34、34.2.4 平均密度得计算气相平均密度的计算有理想气体状态方程得， 液相平均密度的计算液相平均密度由下式计算：C塔釜液相密度的计算：由=94.95 C=3.5%=972.9进料板液相平均密度计算 =75.3 C =40%=1.034-0.000875.3-0.002240%=972.9提留段液相平均密度为：=（+）/2=(972.9+958.0)/2=965.54.2.5 液相平均表面张力的计算液相平均表面张力由下式计算 即，塔釜液相平均表面张力的计算：由 = 94.95 查手册得， =15.67 =59.74 =0.020415.67+(1-0.0204) 59.74=58.84进料液相平

35、均表面张力计算=75.3 查手册得， =17.27 =63.39=0.272717.27+（1-0.2727）63.39=50.81提留段平均表面张力为=（+）/2=(63.39+59.74)/2=54.834.2.6 液相平均粘度的计算液相平均黏度由下式计算， 即塔釜液相平均黏度 = 94.95 查手册得 =0.193 =0.3002 =0.0204+(1-0.0204) 解得，=0.2975进料板液相平均黏度的计算=75.3 查手册得 =0.286 =0.3817=0.2727+（1-0.2727）解得， =0.3530提馏段液相平均黏度为：=（+）/2=(0.3530+0.2975)/2

36、=0.3253第5章 塔体工艺尺寸计算第5.1节 精馏段的计算5.1.1 精馏段塔径的计算精馏段的气、液相体积流率计算为 （5.1） （5.2） 由： （5.3）式中C由上式计算，其中的 査取，图的横坐标为： 取板截距=450，板上液层高度=80 则，由史密斯查图的， =0.075 取安全系数为0.6，则空塔气速为 （5.4） 按标准塔径圆整后为：D=1.8塔截面积为： （5.5） 实际空塔气速为： （5.6） 5.1.2 精馏塔的有效高度 （5.8） 第5.2节 提馏段的计算5.2.1 提馏段塔径的计算提馏段的气、液相得体积流率为 由式中其中可由史密斯关联图査取，图的横坐标为：取板截距为=4

37、50，板上液层高度为=80，则 查史密斯图得， =0.0685所以， 取安全系数为0.6 ，则空塔的气速为：按标准塔径圆整后为 =1.8塔截面积为 实际空塔气速为： 5.2.2 提馏段的有效高度 在进料板上方开三个人孔，每个人孔高为0.8，其高度为2.45.2.3 塔的有效高度Z=+2.4=3.15+5.85+2.4=11.4第5.3节 封头的选型及其计算5.3.1 封头的选型封头按其形状可分为三类：凸形封头、锥形封头、平板形封头。其中凸形封头包括半球形风头、球冠形封头、蝶形封头、椭圆形风头。本设计选用的是椭圆形封头椭圆形封头因边缘应力小，承压能力强，获得广泛的应用，椭圆形封头有两部分组成，半椭球和高度为的直边。设置由直边部分是椭球壳和圆筒连接边缘与封和圆筒焊接连接的接头错开，避免了边缘应力与热应力叠加的现象，改善了封头与圆筒连接处受力状况。5.3.2 封头的计算直边高度的大小按封头的直径的厚度的不同，有25、40、50三种取边高为=50。 （5.10）椭圆形封头的应力分布较好，且封头得壁厚与相连接的筒体壁厚大致相等，便于焊接，经济合理。第5.4节 支座的选型及其计算5.4.1 支座的选型容器支座有两种，卧式容器支座和立式容器支座。立式容器支座有腿式支座、支承式支座、耳式支座