【正文】 BApp?? （ ） 式中： p176?！?純組分液體的飽和蒸汽壓 ， kPa； 化工原理課程設計 6 t— 溫度， ℃ ； A、 B、 C— Antoine 常數(shù)。由表 [5]查得； x— 液相中易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù)； p— 總壓， kPa； pA176。、 pB176?！?溶液溫度 t 時純組分 A、 B 的飽和蒸汽壓， kPa； α— 相對揮發(fā)度 。 因為本設計中為常壓操作，所以總壓： p= kPa 乙醇和正丙醇的 Antoine 常數(shù)： A、 B、 C 查液體蒸汽壓的安托因常數(shù)表 [5]得： 乙醇： A= B= C= 正丙醇： A= B= C= 采用試差法，先在 Excel 中設計好相應表格，表格設計思路為：要計算某一組成下混合液的泡點溫度以及相對揮發(fā)度，則在 Excel 中假定一 t值，代入 公式 中計算出 pA176。、 pB176。，再將計算得到 pA176。、 pB176。值 代入公式 中，計算出相應的 x 值 ， 若計算得到的 x 值與所求的混合液組成 x值相同，則假定的 t 值正確，同時可得到相應的 α值。 計算結果見表 。 表 塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品、進料液的泡點溫度以及相對揮發(fā)度 塔頂產(chǎn)品 塔底產(chǎn)品 進料液 xD = xW = xF = tD=℃ tW=℃ tF=℃ αD= αW= αF= (1)精餾段平均溫度 :1t = 2df tt? = 2 ? =℃ (2)提留段平均溫度 : 2t = 2wf tt? = 2 ? =℃ 密度 已知 :混合液密度 :BBAAlaa ??? ??1 （ ? 為質(zhì)量分數(shù) ） 混合氣密度 :0 TPMPTV ?? 塔頂溫度 : Dt =℃ 化工原理課程設計 7 氣相組成 Dy : 1 ( 1)DDD xy x?? ? ? ? %Dy ? 進料溫度 : Ft =℃ 氣相組成 Fy ：1 ( 1)FFF xy x?? ? ? ? %Fy ? 塔底組成 : Wt =℃ 氣相組成 Wy : 1 ( 1)WWW xy x?? ? ? ? %Wy ? (1)精餾段 液相組成 1x : 1 2DFxxx ?? 1 9 9 . 2 3 % 5 1 . 6 3 %7 5 . 4 3 %2x ??? 氣相組成 1y : 1 2DFyyy ?? 1 9 9 . 6 4 % 6 8 . 9 7 %8 4 . 3 1 %2y ? 所以 1 46 0. 75 43 60 ( 1 0. 75 43 ) 49 .4 39 8LM ? ? ? ? ? ? /kg kmol 1 46 0. 84 31 60 ( 1 0. 84 31 ) 48 .1 96 6VM ? ? ? ? ? ? /kg kmol (2)提餾 段 液相組成 2x ：2 2WFxxx ?? 2 0 . 0 1 3 % 5 1 . 6 3 %2 5 . 8 2 %2x ??? 氣相組成 2y : 2 2WFyyy ?? 2 0 . 0 2 6 % 6 8 . 9 7 %3 4 . 5 0 %2y ??? 所以 2 46 0. 25 82 60 ( 1 0. 25 82 ) 56 .3 85LM ? ? ? ? ? ? /kg kmol 2 4 6 0 .3 4 5 0 6 0 ( 1 0 .3 4 5 0 ) 5 5 .1 7VM ? ? ? ? ? ? /kg kmol 表 醇類密度表 溫度 T,℃ 70 80 90 100 110 a? , 3/kgm b? , 3/kgm 由不同溫度下乙醇和丙醇的密度 ,內(nèi)差法求 tF tD tW 下的乙醇和丙醇的密度 ? 9 0 8 0 9 0 8 6 .5 97 3 0 .1 7 4 2 .3 7 3 0 .1cF???? ? ? 3/kgm 化工原理課程設計 8 9 0 8 0 9 0 8 6 .5 97 3 7 .5 7 4 8 .7 7 3 7 .5 wF???? ? ? 3/kgm 1 0 . 4 5 1 0 . 4 57 3 4 . 2 6 7 4 1 . 3 2F? ??? ? ? 3/kgm ? 8 0 7 0 8 0 9 7 .1 77 4 2 .3 7 5 4 .2 7 4 2 .3cD???? ? ? 3/kgm 8 0 7 0 8 0 7 9 . 1 77 4 8 . 7 7 5 9 . 6 7 4 8 . 7wD???? ? ? 3/kgm 1 0 .9 9 1 0 .9 97 4 3 .2 9 7 4 9 .6 0D? ??? ? ? 3/kgm ? 1 0 0 9 0 1 0 0 9 7 .9 97 1 7 .4 7 3 0 .1 7 1 7 .4cW???? ? ? 3/kgm 1 0 0 9 0 1 0 0 9 7 .9 97 2 6 .1 7 3 7 .5 7 2 6 .1wW???? ? ? 3/kgm 1 0 .0 0 0 1 1 0 .0 0 0 17 1 9 .9 5 7 2 8 .3 9W???? ? ? 3/kgm 所以1 7 3 8 .1 3 7 4 3 .3 5 7 4 0 .7 422FDL ??? ? ?? ? ?3/kgm 2 7 2 8 .3 9 7 3 8 .1 3 7 3 3 .2 622WFL ??? ? ?? ? ?3/kgm 46 (1 ) 60LD DDxx? ? ? ? ? ? 0 .9 9 2 3 4 6 ( 1 0 .9 9 2 3 ) 6 0 4 6 .1 1LD? ? ? ? ? ? ?/kg kmol 46 (1 ) 60LF FFxx? ? ? ? ? ? 0 .5 1 6 3 4 6 ( 1 0 .5 1 6 3 ) 6 0 5 2 .7 7LF? ? ? ? ? ? ?/kg kmol 46 (1 ) 60LW WWxx? ? ? ? ? ? 0. 00 01 3 46 ( 1 0. 00 01 3 ) 60 60 .0 0LW? ? ? ? ? ? ?/kg kmol 化工原理課程設計 9 1 4 6 .1 1 5 2 .7 7 4 9 .4 422L D L FL ? ? ? ?? ? ? ?/kg kmol 2 6 0 . 0 0 5 2 . 7 7 5 6 . 3 922L W L FL ? ? ? ?? ? ? ?/kg kmol 4 6 (1 ) 6 0VD DDyy? ? ? ? ? ? 0 .9 9 6 4 4 6 ( 1 0 .9 9 6 4 ) 6 0 4 6 .0 5VD? ? ? ? ? ? ?/kg kmol 46 (1 ) 60VF FFyy? ? ? ? ? ? 0 .6 8 9 7 4 6 ( 1 0 .6 8 9 7 ) 6 0 5 0 .3 4VF? ? ? ? ? ? ?/kg kmol 4 6 (1 ) 6 0VW WWyy? ? ? ? ? ? 0. 00 02 6 46 ( 1 0. 00 02 6) 60 60 .0 0VW? ? ? ? ? ? ?/kg kmol 1 4 6 .0 5 5 0 .3 4 4 8 .2 022V D V FV ? ? ? ?? ? ? ?/kg kmol 2 6 0 . 0 0 5 0 . 3 4 5 5 . 1 722V W V FV ? ? ? ?? ? ? ?/kg kmol 5 0 . 3 4 2 7 3 . 1 5 1 0 4 . 3 6 1 . 7 5 72 2 . 4 1 0 1 . 3 2 5 ( 2 7 3 . 1 5 8 6 . 5 9 )VF? ????? ? ?3/kgm 4 6 . 0 5 2 7 3 . 1 5 1 0 4 . 3 6 1 . 6 4 22 2 . 4 1 0 1 . 3 2 5 ( 2 7 3 . 1 5 7 9 . 1 7 )VD? ??? ? ?3/kgm 6 0 . 0 0 2 7 3 . 1 5 1 0 4 . 3 6 2 . 0 3 02 2 . 4 1 0 1 . 3 2 5 ( 2 7 3 . 1 5 9 7 . 9 9 )VW? ????? ? ?3/kgm 1 1 .7 5 7 1 .6 4 2 1 .7 02V? ???3/kgm 2 1 .7 5 7 2 .0 3 0 1 .8 9 42V? ???3/kgm 混合液體 平均 表面張力 根據(jù)內(nèi)差法求的表面張力 化工原理課程設計 10 表 醇類液體表面張力 mN/m 名稱 溫度， ℃ 60 80 100 乙醇 正丙醇 塔頂液相平均表面張力的計算 : ? 1 8 0 6 0 8 0 7 9 .1 71 8 .2 8 2 0 .2 5 1 8 .2 8DA???? ? ? ?? /mN m 8 0 6 0 8 0 7 9 .1 71 9 .4 0 2 1 .2 7 1 9 .4 0DB???? ? ? ?? /mN m 0. 99 18 .3 6 ( 1 0. 99 ) 19 .4 8 18 .3 7D A D A B D B??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?/mN m 進料板液相平均表面張力的計算 : ? 1 0 0 8 0 1 0 0 9 7 .9 91 6 .2 9 1 8 .2 8 1 6 .2 9WA???? ? ? ?? /mNm 1 0 0 8 0 1 0 0 9 7 .9 91 7 .5 0 1 9 .4 0 1 7 .5 0WB???? ? ? ?? /mNm 0 .0 0 0 1 1 6 .4 9 ( 1 0 .0 0 0 1 ) 1 7 .6 9 1 7 .6 9W A W A B W B??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?/mN m 塔底液相平均表面張力的計算 : ? 1 0 0 8 0 1 0 0 8 6 .5 91 6 .2 9 1 8 .2 8 1 6 .2 9FA???? ? ? ?? /mN m 1 0 0 8 0 1 0 0 8 6 .5 91 7 .5 0 1 9 .4 0 1 7 .5 0FB???? ? ? ?? /mN m 0. 45 17 .6 2 ( 1 0. 45 ) 18 .7 7 18 .2 5F A F A B F B??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?/mN m (1)精餾段的平均表面張 力：1 1 8 .3 7 1 8 .2 5 1 8 .3 122DF? ? ? ?? ? ? ?/mN m (2)提餾段 的 平均 表面 張力：2 1 7 . 6 9 1 8 . 2 5 1 7 . 9 722FW? ? ? ?? ? ? ?/mN m 混合物的粘度 化工原理課程設計 11 表 醇類液體粘度 mPas? 名稱 溫度， ℃ 60 80 100 乙醇 正丙醇 根據(jù)內(nèi)差法求不同溫度下的粘度 B 1 ? 查表，得 ? ?乙 醇 mPas?, ? ?丙 醇 mPas? 1 ? 查表，得 ? ?乙 醇 mPas?, ? ?丙 醇 mPas? (1)精餾段粘度： 1 1 1(1 )xx? ? ?? ? ?乙 醇 丙 醇 ( 1 ) ? ? ? ? ? ? mPas? (1)提留段粘度 : 39。39。2 2 2(1 )xx? ? ?? ? ?乙 醇 丙 醇 ( 1 ) ? ? ? ? ? ?mPas? 相對揮發(fā)度 (1)精餾段的平均相對揮發(fā)度 : 1 2 . 1 3 1 2 . 0 8 2 4 2 . 1 0 722DF? ? ? ?? ? ? ? (2)提留段的平均相對揮發(fā)度 : 2 2 . 0 2 1 1 2 . 0 8 2 4 2 . 0 5 222WF? ? ? ?? ? ? ? 氣液相體積流量計算 5R? ? kmol/s （ 1） 精餾段 5 0 .0 0 9 5 0 .0 4 7 5L RD? ? ? ? kmol/s ( 1 ) ( 5 1 ) 0. 00 95 0. 05 7V R D? ? ? ? ? ? kmol/s 已知： 1 ? kg/k