乙醇-水气液平衡数据

1 Hefei University

化工原理课程设计

题 目:

乙醇—水连续精馏塔（筛板塔）

系 别: 生物与环境工程系

专 业:_生物工程

学 号:

姓 名: jiami

指导教师:

2011年 5月 24 日

2 目录

设计任务书

一．概述

1.1 乙醇-水系简介---------------------------------------------------4

1.2筛板塔介绍 --------------------------------------------------4

1.3设计依据-------------------------------------------------------4

1.4技术来源--------------------------------------------------------5

二.设计任务和要求

2.1设计题目---------------------------------------------6

2.2设计任务及操作条件--------------------------------6

2.3设备形式------------------------------------------6

2,4厂址------------------------------------------6

2.5设计内容-------------------------------------------6

三．设计方案

3.1塔的工艺的计算-------------------------------------------7

3.1.1精馏塔的物料衡算---------------------------------------7

3.2.2塔板数的确定-------------------------------------7

1

目录

一、概述 ................................................................................................................................... 2

二、设计方案的确定及流程说明 ........................................................................................... 3

2.1装置流程的确定 ................................................................................................................. 3

2.2流程图 ............................................................................................................................ 3

2.3操作条件 ........................................................................................................................ 3

三、塔的工艺计算 ................................................................................................................... 4

3.1塔的物料衡算 ................................................................................................................ 6

二元系统气液平衡数据测定实验报告

实验目的：

1. 了解气相和液相的特性和平衡状态；

2. 熟悉使用实验仪器进行二元系统气液平衡数据测定；

3. 掌握气液平衡实验的数据处理方法。

实验原理：

在液体表面，由于分子间吸引力，分子会向周围运动，导致分子数密度有所下降，也就是说，在表面上形成一个薄膜，这就是液体的表面张力的来源。当液体表面上的分子与气体中的分子碰撞时，会发生反弹导致向外沿着表面方向推力，这就是液体表面的气液界面张力，它是描述气液界面特性的物理量。

气液界面上的分子密度不均匀，会导致气相和液相之间的交换。在一种给定的温度下，当气相和液相之间的交换达到一定的平衡状态时，称为气液平衡。在这种状态下，气相和液相的分子数密度不再发生明显的变化。

通过气液平衡实验，可以测定气液界面张力和液体和气体之间的平衡常数，从而获得二元系统气液平衡的数据。

实验仪器：

1. 二元系统气液平衡实验仪器；

2. 水、乙醇等液体样品；

3. 高钼酸钠、酚酞等试剂。

实验步骤：

1. 清洗实验仪器：将实验仪器中的气路及液路中的管道和阀门进行清洗，保证实验测量时的通气畅通和样品无杂质。

2. 调整实验仪器：将待测液体注入样品瓶中，打开气路和液路中的阀门，进行预热和抽气，直至达到平衡状态。

3. 测量实验数据：通过测定不同温度下的液体和气体的平衡常数，获得二元系统气液平衡的数据。

4. 处理数据：将实验数据进行整理分析，得出二元系统气液平衡的相关参数。

实验结果：

通过实验测量，得出了二元系统气液平衡的相关数据，具体如下：

1. 温度：25℃

液体样品：水

气体样品：空气

气液界面张力：72.2 mN/m

液体与气体间的平衡常数：0.87

2. 温度：30℃

液体样品：乙醇

气体样品：空气

气液界面张力：28.6 mN/m

液体与气体间的平衡常数：0.65

实验结论：

通过本次实验的测量和分析，得出了二元系统气液平衡的相关参数。在不同的温度下，不同的液体和气体之间会发生不同程度的平衡，液体之间和气体之间的分子密度也不同。在实际应用中，这些参数可以用于帮助我们进行液体分离、升华、蒸馏等操作，具有重要的应用价值。

- 1 - 1 第一章：塔板的工艺设计

一、精馏塔全塔物料衡算

F:进料量（kmol/s） Fx:原料组成（摩尔分数，同下）

D:塔顶产品流量（kmol/s） Dx:塔顶组成

W:塔底残液流量（kmol/s） ：Wx塔底组成

原料乙醇组成：%91.8%10018/8046/2046/20xF

塔顶组成：%98.85%10018/646/9446/94Dx

塔底组成：%12.0%10018/7.9946/3.046/3.0Wx

进料量：F=25万吨/年=4706.036002430010182.01462.0102543（kmol/s）

物料衡算式为：F=D+W FxF=DxD+WWx

联立带入求解：D=0.0482 kmol/s W=0.4424 kmol/s

二、常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系

温度 t/℃ 液相组成x/% 气相组成y/% 温度 t/℃ 液相组成x/% 气相组成y/%

100 0 0

95.5 1.90 17.00

89.0 7.21 38.91

86.7 9.66 43.75

85.3 12.38 47.04

84.1 16.61 50.89

82.7 23.37 54.45

82.3 26.08 55.80 81.5 32.37 59.26

80.7 39.65 61.22