【正文】 力 此阻力很小，通常可忽略不計。 塔板開孔率：%%39。 按 154N?個重新核算孔速和閥孔動能因子 smNdu / 4V220S101 ?????? ? 477u 10101 ?????? VF ? 閥孔動能因子變化不大，仍在 13~9 范圍之內(nèi)。 39。 根據(jù) txy 圖 查 得 此 時 組 成 下 的 泡 點tD=℃ 圖 2：乙醇～正丙醇混合液的 txy 關(guān)系圖 此溫度下， C7080 C 7 9 .2 0p7 9 .2 0p80,70p80, ℃乙醇，℃乙醇，℃乙醇℃乙醇，℃乙醇 ??? pp CC K)/(. 20p ??? kJ℃乙醇， 正丙醇的比熱容： 第 24 頁 ( 共 55 頁 ) C7080 C 7 9 .2 0p7 9 .2 0p80,70p80, ℃乙醇，℃正丙醇，℃正丙醇℃乙醇，℃正丙醇 ??? pp CC K)/(k 79. 20 ??? kJ℃正丙醇， ℃正丙醇，℃乙醇 , )1( PRpRpR CxCxC ???? K)(kmo161K)/( ???????? kJ）（ hkJtCLQ RpRR ?????? (3)塔頂餾出液的熱量 DQ 因 餾 出 口 與 回 流 口 組 成 相 同 ， 所 以 K)kJ/(kmo ??pDC hkJtCD DpDD ?????? (4)進料的熱量 FQ hkJtFQ FpFF ?????? (5)塔底殘液的熱量 WQ 1hJ6874 ?????? WpWW tCW (6)冷凝器消耗的熱量 CQ 1hkJ 361 .0 ??????? DRVC (7)再沸器提供熱量 BQ (全塔范圍列熱量衡算式 ) 第 25 頁 ( 共 55 頁 ) 取塔釜熱量損失為 10％，則 B ?損 , 損 DWCFB ????? 再沸器的實際熱負荷： ???????? FDWCB Q 計算得： ??B 計算結(jié)果見下表： (六 )塔徑的初步設(shè)計 (1)精餾段： hkm olRDL ????? 1172. )5()1( hkm o lDRV ??????? 已知： 11 kmol50. 66k g ?LM， 11 ??VM 31 mkgL ???，31 mkgV ?? 表 7：熱量衡算計算結(jié)果 項目 進料 冷凝器 塔頂流出液 塔底流出液 再沸器 平均比熱容 K)]/[kJ/(kmol? —— —— 熱量 )h/(kJ 1?Q 第 26 頁 ( 共 55 頁 ) 則質(zhì)量流量為：111 . hkgLML L ????? 111 ???? hkgVV V 體積流量為：133111 smLLLs ?????? ? 13111 .893600 smVVs ????? ? (2)提餾段 hkm o lqFLL ???????? hkm olVV ???? 已知：12 1kg75 ??LM， 12 kmol55. 77k g ??VM 32 736. 14 mkgL ???，32 mkgV ?? 則質(zhì)量流量為：122 846 .3 311207 .4 357. 11 hkgLML L ?????? 122 ????? hkgVMV V 體積流量為：133222 311 smLLLs ?????? ? 13V222 smVs ?????? ? (1)精餾段 利用 m a xu)( ?? 安全系數(shù)u ； ~?安全系數(shù) 第 27 頁 ( 共 55 頁 ) )(u m a x 可由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出式中的 CCVVL ? ?? ?? ， 史密斯關(guān)聯(lián)圖如圖 3 所示 . 橫 坐 標 數(shù) 值 ： 2/132/11111 ??????????????????VLssVL ?? 取板間距： mHT ? , mhL ? ， mhH LT ??? 查圖 3 可知： ?C ???????????????? ?CC 1m ax smu ????， 第 28 頁 ( 共 55 頁 ) 1m a x1 . 7 smu ?????? 塔徑：muVD s 111 ????? ?，按照標準塔徑取值：mD ? 塔橫截面積：2221 mDA T ???? ? 空塔氣速：111 39。 表 5：不同溫度下乙醇和正丙醇的比熱容 溫度℃ 60 70 80 90 100 乙醇 KJ/(Kg℃ ) 正丙醇 KJ/(Kg℃ ) 3 表 6：不同溫度下乙醇和正丙醇的 汽化熱 溫度℃ 70 80 90 100 乙醇 kJ/kg 810 丙醇 kJ/kg 673 第 20 頁 ( 共 55 頁 ) （ 1）塔頂溫度 tD下的比熱容 塔頂溫度 tD=℃ ，使用內(nèi)插法求該溫度下乙醇和正丙醇的比熱容。 (五 )熱量衡算 常用的加熱介質(zhì)有飽和水蒸汽和煙道氣。其 Excel 表格設(shè)計原理如下： 精餾段理論塔板數(shù)的計算（交替使用相平衡方程和精餾操作線方程）： 相平衡 操作線 相平衡 操作線 xD=y1 x1 y2 x2 y3 … xn 計算到 xn xF 則第 n 塊板即為進料板。 第 8 頁 ( 共 55 頁 ) ①進料溫度 tF： tF=℃ )( 8590 3 進料中乙醇的密度乙醇乙醇 mkg ???? ?? )( 8590 3 進料中正丙醇的密度正丙醇正丙醇 mkg ???? ?? )( 3B 料液的密度mkgaa FBAAF ???????? ???? ②塔頂溫度 tD： tD=℃ )( 7580 3 餾出液中乙醇的密度乙醇乙醇 mkg ???? ?? )( 7580 3 餾出液中正丙醇的密度正丙醇正丙醇 mkg ???? ?? )( 3B 餾出液的密度mkgaa DBAAD ???????? ???? ③塔釜溫度 tW： tW=℃ )(7 1 9 . 7 17 1 5 . 8 7 2 3 . 8 77 1 5 . 8 7 95100 3 釜殘液中乙醇的密度乙醇乙醇 mkg ???? ?? 第 9 頁 ( 共 55 頁 ) )(7 3 3 . 2 77 3 0 . 8 7 9 7 . 6 01007 3 5 . 8 77 3 0 . 8 7 95100 3 釜殘液中正丙醇的密度正丙醇正丙醇 mkg ???? ?? )(7 3 3 . 2 77 3 3 . 2 3B 釜殘液的密度mkgaa WBAAW ???????? ???? (5) 精餾段液相 平均密度和提餾段液相平均密度 精餾段液相平均密度： 31 mkgDFL ?????? ?? 提餾段液相平均密度： 32 736 .142 733 . mkgwFL ?????? ??? (6)精餾段和提餾段混合液的平均摩爾質(zhì)量 塔頂混合液的平均摩爾質(zhì)量： 1kmol47. 09k g600. 922 )()(146 ?????????? DDLD xxM 進料液的平均摩爾質(zhì)量： 1kmol54. 22k g600. 413 )()(146 ?????????? FFLF xx塔底釜殘液的平均摩爾質(zhì)量： 013)()(146 ?????????? WWLW xxM 第 10 頁 ( 共 55 頁 ) 所以，精餾段混合液的平均摩爾質(zhì)量： 11 54 .2 247 .0 92 kmolkgMMM LFLDL ?????? 提餾段混合液的平均摩爾質(zhì)量： 12 km olkgLWLFL ?????? (7) 精餾段汽相平均密度和提餾段汽相平均密度 塔頂混合液汽相平均密度： 300 )( ]60)([ ])1([ mkgTP PTMyyM DDVD ????? ?????????? 正丙醇乙醇?進料液汽相平均密度： 300 . 8 011)8 7 . 2 ( ]60)([ ])1([ mkgTP PTMyyM FFVF ????? ?????????? 正丙醇乙醇?塔底釜殘液汽相平均密度： 300 )( ]60)0 0 0 2 5 (0 0 0 2 5 [ ])1([ mkgPT PTMyyMWWWVW ????? ?????????? 正丙醇乙醇?所以， 精餾段汽相平均密度： 31 mkgVFVDV ?????? ??? 提餾段汽相平均密度： 32 32 mkgVFVwV ?????? ??? 第 11 頁 ( 共 55 頁 ) 表 3：不同溫度下乙醇和正丙醇的表面張力 溫度 /℃ 70 75 80 85 90 95 100 乙醇 1mmN? 正丙醇 利用表 3 中 1mmN? 的數(shù)據(jù)利用數(shù)值插入法確定進料溫度 tF、塔頂溫度 tD塔釜溫度 tW下的乙醇和正丙醇的表面張 力。 （二）精餾塔的物料衡算 、塔釜產(chǎn)品的摩爾分數(shù) 乙 醇的摩爾質(zhì)量 MA=46kg/kmol 丙醇的摩爾質(zhì)量 MB=60kg/kmol 原料乙醇的摩爾分數(shù)：???Fx 塔頂產(chǎn)品的摩爾分數(shù)：???D 塔釜殘夜乙醇的摩爾分數(shù)： 0 0 0 1 9 . 9 9 /46/ 46/ ???Wx 第 4 頁 ( 共 55 頁 ) 原料處理量： 13 )60/(1025000 hkmolF ?????? 物料衡算： WD??F ① 乙醇的物料衡算： WDF WxDxFx ?? ② 兩式聯(lián)立得：11h35. 35k mol h28. 68k mol ?? ??D (三 )物性參數(shù)的計算 表 1 乙醇～正丙醇混合液的 txy 關(guān)系 （ x表示液相中乙醇摩爾分率， y表示氣相中乙醇摩爾分率） t x 0 y 0 表 1 的平衡數(shù)據(jù)摘自： , Vaporliquid Equilibrium Data CollectionOrganic Hydroxy Compounds: Alcohols()。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。 (1)塔頂： 塔頂溫度： tD=℃ 第 6 頁 ( 共 55 頁 ) 氣相組成 yD: ???? DD yy 進料： 進料溫度： tF=℃ 氣相組成 yF: ???? FF yy 塔釜： 塔釜溫度： tW=℃ 氣相組成 yW: 0 . 0 0 0 2 5 6 9 3 . 8 59 7 . 5 9 60 . 2 40 9 3 . 8 ???? w