馏；对热敏物系，则易采用减压蒸馏。本设计选用塔顶压强为1.03atm（绝压）。
1.3进料热状况的选择
蒸馏操作有五种进料热状况，进料热状况不同，影响塔内
各层塔板的气、液相负荷。工业上多采用接近泡点的液体进料和饱和液体进料。本设计采用泡点进料。
1.4加热及冷凝方式的选择
精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以采用间接蒸汽
加热以保证塔内有足够的热量供应，本装置也采用此类塔底供热；而塔顶采用冷凝器冷凝，冷凝剂采用自来水，在用分配器按一定比例塔顶回流。蒸馏多采用间接蒸汽加热，设置再沸器。有时也可采用直接蒸汽加热，本设计采用的是间接蒸汽加热。
1.5回流比的选择
回流比是精馏操作的重要工艺条件，其选择的原则是使设备费用和操作费用之和最低。设计时，应根据实际需要选定回流比，本设计中已经给出回流比R为5.
4
第二部分 塔板的工艺设计
2.1精馏段和提馏段的工艺条件及有关物性数据的计算
2.1.1精馏塔全塔物料衡算
F:进料量(kmol/h) xF: 原料组成 D:塔顶产品流量(kmol/h) xD: 塔顶组成 W:塔底残液流量(kmol/h) xW: 塔底组成 原料乙醇组成: xF?3546?41.26%
3565?466090塔顶组成: xD=46=92.15%
9010?46600.0146塔底组成: XW==0.013% 0.0199.99?4660平均摩尔质量：
MF?0.4126?46?(1?0.4126)?60?54.22kg/kmolMD?0.9215?46?(1?0.9215)?60?47.10kg/kmolMW?0.00013?46?(1?0.00013)?60?60.00kg/kmol
2.5?107进料量: F??64.04koml/h
7200?54.22物料衡算式:F=D+W
5
FxF=DxD+WxW
联立代入求解:D=28.67kmol/h W=35.37kmol/h 2.1.2 常压下乙醇-正丙醇气、液平衡组成（摩尔）与温度的关系
乙醇正丙醇气液平衡（摩尔分数）与温度的关系 温度97.93.92.91.88.86.84.t/℃ 液相组成x 气相组成y
60 0 0
85 0.126 0.240
66 0.188 0.318
60 0.210 0.349
32 0.358 0.550
25 0.461 0.650
98 0.546 0.771
84.13 0.600 0.760
83.06 0.663 0.799
80.50 0.884 0.914
78.38 1 1
88.32?86.25tF?88.32??tF?87.21℃
0.358?0.4610.413?0.35880.50?78.38tD?78.38tD：??tD?79.80℃
1.0?0.8840.922?1.097.60?93.85tW?97.60tW：??tw?97.60
0?0.1260.00013?0tF?tD87.21?79.80 精馏段平均温度:t1===83.51℃
22t?t87.21?97.6 提留段平均温度:t2==FW==92.41℃
22tF:
2.1.3密度
1aAaB已知:混合液密度:度:?V?
?l??A??B（?为质量分数）；混合气密
T0PM22.4TP0
6
(1)精馏段 t1=83.51℃
液相组成：x184.13?83.0683.51?83.06??x1?0.63650.600?0.663x1?0.663气相组成：y184.13?83.0683.51?83.06??y1?0.78260.760?0.799y1?0.799ML1?46?0.6365?60?(1?0.6365)?51.09kg/kmolMV1?46?0.7826?60?(1?0.7826)?49.04kg/kmol(2)提馏段 t2?92.41℃
液相组成:x292.66?91.6092.41?91.60??x2?0.19320.188?0.210x2?0.210 气相组成:y292.66?91.6092.41?91.60??y2?0.32530.318?0.349y2?0.349
所以ML2?46?0.1932?60?(1-0.1932）?57.29kg/molMV2?46?0.3253?60?（1-0.3253）?55.45kg/kmol
不同温度下乙醇和正丙醇的密度 温度t/℃ 70 75 80 85 90
748.8739.8735.8731.8728.8
乙醇kg/m3
7 7 7 7 7 762.5755.8750.8745.8740.8
正丙醇kg/m3
6 6 6 7 7
7
95
723.87 735.87 100 715.87 730.87
求得在t1和t2下的乙醇和正丙醇的密度。t1?83.51℃,?85-8083.51-80???乙?733.06kg/m3731.87-735.87?乙?735.8785?8083.51?80???正?747.36kg/m3745.87?750.86?正-750.86t2?92.41℃，?95-9092.41?90'?'??乙?726.46kg/m3723.87?728.87?乙?728.8795?9092.41?90'?'??正?738.46kg/m3735.87?740.87?正?740.87①在精馏段：液相密度?L1：1
?L1?0.6365?46[0.6365?46?60?(1?0.6365)]1?0.5731?733.06747.36??L1?739.10kg/m3气相密度：?V1?149.04?273.15?1.03?1.73kg/m322.4?(273.15?83.51)0.1932?46/[0.1932?46?60?(1?0.1932)]1?0.1551?726.46738.46②在提馏段：液相密度?L2:?L2???L2?736.57kg/m3气相密度：?V2?
55.45?273.15?1.03?1.91kg/m322.4?(273.15?92.41) 8