提馏段a=0.003925 b=0.15186 c=22753 d=1.3992 所以精馏段Vs?2.2551?329750Ls?20.15Ls
提馏段Vs?3.869?579700Ls?35.65Ls
222322237.6操作弹性
由以上各线的方程式，可画出图塔的操作性能负荷图。
根据生产任务规定的气液负荷，可知操作点在正常的操作范围内，作出操作线
5432100.0000.0050.0100.0150.020
故精馏段操作弹性为VS,MAX/VS,min=3.05
26
10864200.0000.0020.0040.0060.0080.0100.0120.0140.0160.0180.020
由图VS,MAX?6.16m3/s，VS,min?1.93m3/s 故提馏段操作弹性为VS,MAX/VS,min=3.19?
精馏段提馏段操作弹性均大于3小于5,符合要求。
8.辅助设备及零件设计
8.1塔顶冷凝器（列管式换热器）
乙醇-水走壳程，冷凝水走管程，采用逆流形式
8.1.1估计换热面积
①．乙醇-水冷凝蒸汽的数据
tD=78.175℃冷凝蒸汽量：
V*MVG1??2.068355kg/s3600
由于乙醇摩尔分数为0.88,所以可以忽略水的冷凝热,r=1100.18KJ/kg ②．冷凝水始温为12℃，取冷凝器出口水温为25℃，在平均温度混合气单位冷凝热： r1=?xiri?600*0.742+400*0.00394=446.776
27
t?12?25?18.52
?1?0.154w/(m?K) ?1?0.0004396Pa?s
?1?734.9kg/m3 C1?7.68kJ/(kg.K) ?2?0.589w/(m?K) ?2?0.00011Pa?s
?2?998.8kg/m3 C2?4.180kJ/(kg.K) ③a. 设备的热参数：
G2?Q?G1*r?1099.98kw
b．水的流量：
Q?1099.98/4.180*13?20.2425kg/sCp*t
（78.45?12）?（78.45?20）?62.36℃ c．平均温度差：Δtm?78.45?12ln78.45?20
根据“传热系数K估计表”取K=600W/(m2.℃)
Q411.03?103??10.99m2 传热面积的估计值为：A??K?tm600?62.36安全系数取1.2 换热面积A=1.2*10.99=13.18m2
管子尺寸取?25?2.5mm 水流速取ui=1.0m/s
n?V?64.5440.25?di2ui个 A?7.30455m?d0n
管数：
l?管长：
取管心距t?1.25do?31.25mm 壳体直径取600mm
折流板：采用弓形折流板 取折流板间距B=200mm
由上面计算数据，选型如下： 公称直径D/mm 600 管子尺寸/mm 管子长l/m 管数n/根 管心距t/mm ?25?2.5 公称压力 PN/（MPa） 1.6 管程数Np 壳程数Ns 管子排列 2 1 正三角排列 7.5 65 31.25 核算管程、壳程的流速及Re:
28
（一）管程
2流通截面积：Aπdini?4n?3.14?0.022?40?0.00628m2 p4?2管内水的流速uG2i?ρ?12.29?1.96m/s 水Ai998.8?0.00628Reiuiρ0.02?1i?dμ?.96?7570.00082?3.62?104 （二）壳程
流通截面积：nc?1.1n?1.140?6.96 取nc=7; 取折流板间距 h=300mm，
AO?B(D?ncdo)?0.3(0.6?7?0.025)?0.1275m2
管外水流速u13o?GρA?0.920734.9?0.1275?9.82?10?m/s oRe?diuρ0.02?9.82?10-3?998.8 ooμ?0.000111?1767.25
当量直径 d4?（3/2?t2?π/4?d2o）e?πd?0.0339m 0Reeuoρo?d?0.0339?9.82?10?3?734.9μ0.000111?2231.02
8.1.2计算流体阻力
管程流体阻力?Δpi?(Δp1?Δp2)FtNpNS
设管壁粗糙度ε为0.1mm，则ε/d=0.005, Rei?3.62?104 查得摩擦系数λ=0.022
pl?u2?i1??2d?719.75Pa
i3?u2?pi2?2?436.21Pa
?Δpi?(Δp1?Δp2)FsNSNp?3311.92Pa?10kPa 符合一般要求壳程流体阻力
29
?Δpo?(Δp1'?Δp2')FsNS
22Ffn(N?1)?cu0N(3.5?2h/D)?cu0?p'1?0cB ?p'21?B
22F=0.5
?0.228?0.91 Re0=1767.25>500，故f0?5.0Re0nc=7
挡板数 NB?l?1?14块 B??6032.7Pa ?p2??2344.2 代入得?p1取污垢校正系数FS=1.0
??p0?（4576?2324.7）?1.0?1=8376.9Pa<10kPa
故管壳程压力损失均符合要求
8.1.3计算传热系数
管程对流给热系数?2
膜的雷诺数Re?4G1?5.64?106?1800所以为垂直湍流管 ??do0.022?1767.250.8?5.560.4?137.46W/(m2.℃) 0.02?2?0.023?2di0.4Re0.8?0.023?2Pr壳程对流给热系数?i
Re1?3.62?104
7.68?43.96?10?5Pr1===0.02192
?10.154c1?1?1=0.36
?1deRe10.55Pr1(1/3?) ?w=251.74W/(m2.℃) 计算传热系数
取污垢热阻 Rsi?0.15m2℃/kW Rs1=0.58 m2℃/kW
30