【文章內容簡介】 分數(shù) （ 1）甲醇的摩爾質量： ? /kg kmol 水的摩爾質量： BM = /kg kmol 0 . 3 3 / 3 2 . 0 4 2 1 . 6 9 %0 . 3 3 / 3 2 . 0 4 0 . 6 7 / 1 8 . 0 2Fx ??? 0 . 9 8 / 3 2 . 0 4 9 6 . 5 %0 . 9 8 / 3 2 . 0 4 0 . 0 2 / 1 8 . 0 20 . 0 1 / 3 2 . 0 4 0 . 5 6 %0 . 0 1 / 3 2 . 0 4 0 . 9 9 / 1 8 . 0 2DWxx???? (2) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質量： 0 .2 1 6 9 3 2 .0 4 ( 1 0 .2 1 6 9 ) 1 8 .0 2 8 7 .3 0 2 1 .0 3 6 6 / 0 . 9 7 4 4 7 8 ( 1 0 .9 7 4 4 ) 9 2 7 8 .3 6 /DM k g k m o lM k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?F(3) 物 料衡算 原料處理量 ： 332 00 10 42 .54 4 /36 00 21 .03 66F k mol s???? 總物料衡算： F D W?? 即 ?? ………………………………………… （ 1） 易揮發(fā)組分物料衡算： F D WFx Dx Wx?? 即 0 . 9 6 5 0 . 0 5 6 4 2 . 2 5 4 4 0 . 2 1 6 9DW? ? ? ? ? …………………… （ 2） 解得： D= /kmol s W= /kmol s 進料熱狀況 q 的確定 由文獻 ??2 中甲醇 —— 水混合液 txy 圖可知，進料組成 ? 時，溶液的泡點為82℃，平均溫度 = 82 20 512? ? ℃ 由文獻 ??3 液體的比熱容查得： 51℃水 的比熱容為 （ kg? ℃） 甲醇用內插法求的： 20℃ （ kg? ℃） ℃ （ kg? ℃） 1151 20 60 PPCC??? 1PC? （ kg? ℃） 濱州學院化學與化工系化工原理課程設計 7 故原料液的平均比熱容為 4 . 1 7 5 3 2 . 0 4 0 . 2 1 6 9 2 . 6 1 1 8 . 0 2 ( 1 0 . 2 1 6 9 ) 7 7 . 0 5 3 4pC ? ? ? ? ? ? ? ? kJ/（ kg?℃） 用內插法計算操作條件下，甲醇和水的汽化熱 由表 7 可知：設甲醇和水的汽化熱分別為 X， YkJ/kg 對于甲醇： 3 5 5 .1 5 3 5 3 .2 3 6 3 .2 3 5 5 .1 53 4 .7 5 3 3 .9 4XX??? 解得：甲醇的汽化熱為 同理：水的汽化熱為 所以 : 1 0 7 9 .9 3 2 .0 4 0 .2 1 6 9 2 3 0 3 .2 1 8 .0 2 ( 1 0 .2 1 6 9 ) 4 0 0 0 6 .2 5 8 4 1m? ? ? ? ? ? ? ? ? kJ/kg 所以 : 7 7 . 4 0 6 3 ( 8 2 2 0 ) 4 0 0 0 6 . 2 5 8 1 1 . 1 1 9 4 1 44 0 0 0 6 . 2 5 8 1pCtq ???? ? ? ?? ? ? 所以 q 線方程為： 9 .3 7 0 7 1 .9 3 7 3qx?? 操作回流比 R 的確定 在圖上可知 ： qx = qy = m i n 0 .9 6 5 0 .6 3 1 0 .9 10 .6 3 1 0 .2 6DqqqxyR yx? ?? ? ??? min( ~ )RR? ? 所以， m ? ? ? ? 求精餾塔的氣液相負荷 1 .3 6 5 9 .3 1 1 2 .7 0 8 2 /L R D m o l s? ? ? ? ? ( 1 ) (1 . 3 6 5 1 ) 9 . 3 1 2 2 . 0 1 8 2 /V R D m o l s? ? ? ? ? ? 39。 1 2 . 7 0 8 2 1 . 3 6 5 4 2 . 2 5 4 4 7 0 . 3 8 5 5 /L L q F m o l s? ? ? ? ? ? 39。 ( 1 ) 2 2 .0 1 8 2 ( 1 .3 6 5 1 ) 4 2 .2 5 4 4 3 7 .4 1 1 /V V q F m o l s? ? ? ? ? ? ? ? 操作線方程 精餾段操作線方程為：1 1 . 3 6 5 0 . 9 6 51 1 1 . 3 6 5 1 1 . 3 6 5 1Dn n nxRy x xRR? ? ? ? ?? ? ? ? 1 1 .8 7 9 9 0 .4 0 8 0nnyx? ?? 提餾段操作線方程為：1 39。 7 0 . 3 8 5 5 3 2 . 9 4 0 . 0 0 5 6 1 . 8 7 9 9 0 . 0 0 4 939。 39。 3 7 . 4 1 1 3 7 . 4 4 1 1wn n n nWxLy x x xVV? ? ? ? ? ? ? ? 濱州學院化學與化工系化工原理課程設計 8 用圖解法求理論塔板數(shù) 所以總理論板數(shù)為 ?TN 11 塊（包括再沸器），第 7 塊板上進料。 精餾段理論板數(shù) N6?精 提餾段理論板數(shù) N5?提 實際板數(shù)的求取 由甲醇與水不同溫度下的平衡組成作出其二元液相圖。由圖 可知 ?wx 35 對應的溫度為塔底度，查得為 98Wt ? ℃。塔頂?shù)臏囟葹?66Dt ? ℃，這樣，平均塔溫為 66t 822? ???（ 98 ） ℃。由經(jīng)驗式查 ? ? 0 .2 4 5L4 0 .4 9 ( )TE ?? ??文 獻 式中，L?? ?? 塔 頂 與 塔 底 平 均 溫 度 下 的 液 相 黏 度塔 頂 與 塔 底 平 均 溫 度 下 的 相 對 揮 發(fā) 度 用內插法求算甲醇的粘度，設甲醇的粘度： X s? s? 3 5 3 .2 3 5 5 .1 5 3 6 3 .2 3 5 .1 50 .2 7 1 .2 4 0XX??? 濱州學院化學與化工系化工原理課程設計 9 X= mPas? 查文獻 ??5 在 82℃ 水的粘度： s? 。 加料液體的平均粘度： 0 . 2 6 5 . 2 1 6 9 0 . 3 2 0 0 (1 0 . 2 1 6 9 )L? ? ? ? ? ? = s? 取表中溫度下 ? 數(shù)據(jù)：可取 ℃和 ℃ 1 ( ) 0 . 1 3 4 0 . 0 2 ( 0 . 0 2 0 . 8 6 6 ) 7 . 5 8 1 9 6A B B AY X Y X? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 ( ) 0 .9 7 9 0 .0 5 ( 0 .0 2 1 0 .9 5 ) 2 .4 5 3 6 3 4A B B AY X Y X? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 12 7 .5 8 1 9 8 6 2 .4 5 3 6 3 4 4 .3 1 3 2? ? ?? ? ? ? ? 塔板效率： 0 .2 4 50 .4 9 (4 .3 1 3 2 0 .3 0 8 1 ) 0 .4 6TE ?? ? ? ?。 精餾段實際板層數(shù) N 6/ 14??精 提餾段實際板層數(shù) N 5/ 11??提 所以精餾塔的總實際塔板數(shù)為 : 1 4 1 1 2 5N N N? ? ? ? ?提精 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 進料溫度的計算 查甲醇 — 水的氣液平衡數(shù)據(jù)文獻 ??1 ，可知 82Ft ? ℃ 66Dt ? ℃ 98Wt ? ℃ 精餾段平均溫度：1 (66 82) 742mt ???℃ 提餾段平均溫度：2 (82 98) 902mtC??? 操作壓強 塔頂壓強 DP = 進料板壓強： FP =+14? = 塔底壓強： wP =1 0 1 .3 3 2 5 0 .5 =1 1 3 .3KPa?? 濱州學院化學與化工系化工原理課程設計 10 精餾段平均操作壓力：1 (1 0 1 .3 3 1 0 8 .3 3 ) = 1 0 4 .8 32P m K P a?? 提餾段平均操作壓力：2 (1 0 8 . 3 3 1 1 1 . 8 3 ) 1 1 1 . 0 82P m K P a??? 平均摩爾質量的計算 精餾段平均溫度：1 (66 82) 742mt ???℃ 液相組成 X1: 111111 74, = 74, = XXXYYY??????液 相 組 成 ：汽 相 組 成 ： 精餾段平均摩爾質量： 110 . 7 7 1 6 3 2 . 0 4 ( 1 0 . 7 7 1 6 ) 1 8 . 0 2 2 8 . 6 5 4 2 /0 . 4 5 3 2 3 2 . 0 4 ( 1 0 . 4 5 3 2 ) 1 8 . 0 2 2 4 . 3 6 1 2 /VmLDM k g k m o lM k g k m o l? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 提餾段平均溫度：2 (82 98) 902mtC??? 11111191 .2 90 91 .2 89 .3 = 0. 07 260. 06 0. 06 0. 0891 .2 90 91 .2 89 .3 = 0. 34 250. 30 4 0. 30 4 0. 36 5XXXYYX????????液 相 組 成 ：，汽 相 組 成 ：， 提餾段平均摩爾質量 :110 . 3 4 2 5 3 2 . 0 4 ( 1 0 . 3 4 2 5 ) 1 8 . 0 2 2 2 . 8 2 1 9 /0 . 0 7 2 6 3 2 . 0 4 ( 1 0 . 0 7 2 6 ) 1 8 . 0 2 1 9 . 0 3 7 9 /VmLDM k g k m o lM k g k m o l? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 平均密度計 算 （ 1）氣相平均密度 vm? 計算 理想氣體狀態(tài)方程計算，即 精餾段氣相密度：311111 0 4 . 8 3 2 8 . 6 5 4 2 1 . 0 4 0 8 /8 . 3 1 4 ( 7 4 2 7 3 . 1 5 )m v mvmmPM k g mRT? ? ?? ? ??? 提留段氣相密度： 3222 2 1 1 1 . 0 8 2 2 . 8 2 1 9 0 . 8 3 9 6 /8 . 3 1 4 ( 9 0 2 7 3 . 1 5 )m v mvm mPM k g mRT? ? ?? ? ??? （ 2）液相平均密度 Lm? 計算 ?? iim ??? /1 濱州學院化學與化工系化工原理課程設計 11 (1 ) ? ???? ? ? ? 當 66Dt ? ℃時 ,用內插法求得下列數(shù)據(jù) 3337 3 5 / , 9 7 9 . 9 6 /1 7 3 8 . 6 9 /0 . 9 6 5 0 . 0 3 5()7 3 5 9 7 9 . 9 6ABL D mk g m k g mk g m?????? 對于 進料板： ?Ft 用內插法求得下列數(shù)據(jù) 337 1 9 .4 / , 9 7 0 .5 /ABkg m kg m???? 16 9 32 .04 30 16 9 32 .04 ( 1 16 9) 18 .02AF? ?? ? ? ? 30 . 3 3 0 1 0 . 6 6 9 91 / ( ) 8 7 0 . 2 3 /7 1 9 . 4 9 7 0 . 5L F m k g m? ? ? ? 對于塔底： 98wt ? ℃ ，查表 14 得 33370 5. 8 / , 95 9. 78 /0. 00 56 32 .0 4 0. 00 990. 00 56 32 .0 4 ( 1 0. 00 56 ) 18 .0 20. 00 99 0. 99 011 / ( ) 95 5. 52 /70 5. 8 95 9. 79ABAWL Wmk g m k g mk g m???????? ? ? ?? ? ? 精餾段平均密度： 31 7 3 8 . 6 9 8 7 0 . 2 3 8 0 4 . 4 6 /22L D m L F mLm k g m??? ? ?? ? ? 提餾段平均密度：2 37 8 0 . 3 7 9 5 . 5 4 7 8 7 . 9 2 /22LM L W m L F m k g m??? ? ?? ? ? 液體平均表面張力計算 液相 平均表面張力計算公式： ?? iiLm x?? 塔頂： 66Dt ? ℃，用