【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 8 141255 47157 101330 46 136718 45439 101330 44 131048 43291 101330 42 123960 40606 101330 40 115100 37250 101330 35 57550 18625 101330 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 10 hk mo lFLL /39。 ????? hkmo lVV /39。 ?? 步驟四： 求操作線方程 精餾段操作 線方程為 DxRxRRy 111 ????=+ 提留段 操作線方程為 WxWLWxWL Ly ???? 39。39。 39。39。= 相平衡方程為 x=yyyy )1( ???? ?? 兩操作線交點(diǎn)的橫坐標(biāo) 為 )1()1( ?? ???? qR xqXRx DFf 步驟五： 求理論塔板數(shù) ：交替使用相平衡方程與操作線方程 11 ?? ???? xxy D ↙ 8 3 3 22 ?? ??? xy ↙ 7 4 9 33 ?? ??? xy ↙ 6 4 4 44 ?? ??? xy ↙ 55 ?? ??? xy ↙ 4 7 3 66 ?? ??? xy fx? 可判斷第六塊為加料粄 ?? ?? x ↙ 77 ?? ??? xy ↙ 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 11 3 1 7 88 ?? ??? xy ↙ Wxxy ??? ??? 99 綜上可知理論板數(shù)為 9，精餾段 板數(shù)為 5，第六塊為加料板 ，提餾段板數(shù)為 3 實(shí)際板層數(shù)的求取 步驟一： 利用表 1中數(shù)據(jù)由插值法可求得 Ft ,Dt ,Wt。 Ft ： 44 5044 4850 ? ?? Ft Ft =℃ Dt ： 3540 ??? Dt Dt =℃ Wt ： 6065 ???? W Wt=℃ 故 塔頂與塔底平均溫度 T=℃ 步驟二： 由 內(nèi)插關(guān)系式 求粘度 ： )(10下下上下 tt ???? ???? 表 2 各組分的粘度與溫度的關(guān)系 溫度 T/℃ μ 正戊烷 （ mPa s） μ 正己烷 （ mPa s） 60 40 查表 2 并根據(jù)內(nèi)插關(guān)系計(jì)算塔頂與塔底平均溫度下的液相黏度μ L 5 1 1 0 1 )(10 )(10 ????????? 下下上下 ttA ????6 5 1 9 5 )(10 )(10 ????????? 下下上下 ttB ???? 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 12 故 BAAA xx ??? lg)1(lglg ??? = 6 5 1 9 5 )5 7 5 (5 1 1 0 1 7 5 ???? = 得 μ L= mPa s 表 3 各組分的相對(duì)揮發(fā)度與溫度的關(guān)系 溫度 T/℃ 相對(duì)揮發(fā)度 平均揮發(fā)度 所以 塔效率 ET=(αμ L) = ? (? ) = 精餾段實(shí)際板層數(shù) NP（精） =5/≈ 12 提留段實(shí)際板層數(shù) NP（提） =3/≈ 7 總實(shí)際板層數(shù) NP= NP（精） + NP（提） =12+7=19 操作壓力的計(jì)算 塔頂操作壓力 k P appp D 0 0 1 ????? 表當(dāng)?shù)? 每層塔板壓降 kPap ?? 進(jìn)料板壓降 aF kPp 1 0 5 ???? 塔底壓降 akPp 1 0 5w ???? 精餾段平均壓降 mp =(+)/2= kPa 提餾段平均壓降 am kPp 39。 ??? 1 塔頂溫度： ℃ 計(jì)算如下： 根據(jù)表 1各組分的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系數(shù)據(jù) 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 13 T= 3540 ????? Dt? ??求得 T=℃ 2 塔釜溫度： 同上用內(nèi)插法可求得： ℃ 3 加料板溫度： ℃ 計(jì)算如下：根據(jù)加料板 ?x ， Dt =℃時(shí) XD = ，Wt=℃時(shí) XW = 的數(shù)據(jù)由內(nèi)插法可以得： T????? →求得 T=℃ 4 精餾段溫度： ℃ 計(jì)算如下： T=（ +） /2 = ℃ 5 提餾段溫度： ℃（同 4的求法） 6 全塔溫度： ℃ 計(jì)算如下： T=(+)/2 = ℃ 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 1. 塔 頂氣 、液 混合 物平 均摩 爾 質(zhì)量 ：由 xD=y1= 和 相 平 衡方 程yyx )1( ??? ??，得 x1= MVDm= 72+ 86= MLDm= 72+ 86=進(jìn)料板氣、液混合物平衡摩爾質(zhì)量 :由圖解理論板（見(jiàn)圖 1），得 xF=，根據(jù)相平衡方程yyx )1( ??? ??，得 yF= MVFm= 72+ 86= kg/kmol MLFm= 72+ 86= kg/kmol 、液混合物平均摩爾質(zhì)量 ： MVm=(+)/2= 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 14 MLm=(+)/2= kg/kmol 塔 釜 氣、 液 混合 物平 均 摩爾 質(zhì)量 ：由 x W = 和 相 平衡 方 程yyx )1( ??? ??，得 ?Wy MVDm= 72+ 86= kg/kmol MLDm= 72+ 86= 餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量 ： MVm=(+)/2= MLm=(+)/2= kg/kmol 平均密度計(jì)算 氣相平均密度 由理想 氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即 精餾段的氣相平均密度： ρ Vm= ?mVmmRTMp ? ? ??? ? kg/m3 提餾段的氣相平均密度： ρ Vm= ?mVmmRTMp ? ? ??? ? kg/m3 液相平均密度 液相平均密度計(jì)算公式： ?? iim W ??1 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 15 表 4 各組分的液相密度與溫度的關(guān)系 溫度（℃） 正戊烷（ kg/m3） 正己烷 （ kg/m3） 0 10 20 30 616 40 50 60 620 70 80 90 100 535 ①塔頂液相平均密度 塔頂溫度： ?Dt ℃ 由 表 4 數(shù)據(jù)，根據(jù)內(nèi)插法 可得： 3/ mkgA ?? 3/642 mkgB ?? 塔頂液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ???? ??A? 3, /1 mkgDmL ???? ②進(jìn)料板液相平均密度 進(jìn)料板溫度： tF=℃ 由表 4 數(shù)據(jù)，根據(jù)內(nèi)插法可得： 3/ mkgA ?? 3/ mkgB ?? 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ???? ??A? 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 16 3, /1 mFmL ???? ρ Lm=（ +） /2= kg/m3 同理可得： ①釜液溫度： ?Wt ℃ 由表 4 數(shù)據(jù)，根據(jù)內(nèi)插法可得： 3/ mkgA ?? 3/ mkgB ?? 塔釜液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ???? ??A? 3, /1 mkgDmL ???? 餾段液相平均濃度為 ρ Lm=（ +） /2= kg/m3 精餾段、提餾段的液體 平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力計(jì)算公式： σ Lm=? iix? 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 17 表 5 各組分的表面張力與溫度的關(guān)系 溫度（ ℃ ） 正戊烷（ 103 mN/ ） 正己烷（ 103 mN/ ） 0 10 20 16 30 17 40 50 60 14 70 80 12 90 100 ①塔頂液相平均表面張力： 塔頂溫度： ?Dt ℃ 由 表 5 中 各組分的表面張力與溫度的關(guān)系 ，由內(nèi)插法計(jì)算得 ： A? = （ mN/103? ） B? =（ mN/103? ） DmL,? = + =（ mN/103? ） ②進(jìn)料板液相平均表面張力： 進(jìn)料板溫度： ?Ft ℃ A? =（ mN/103? ） B? =（ mN/103? ） FmL,? = + =（ mN/103? ） Lm? =（ +） /2=（ mN/103? ） 同理可得： ①塔釜液相平均表面張力： 塔釜溫度： ?Dt ℃ 由表 5 中 各組分的表面張力與溫度的關(guān)系 ，由內(nèi)插法計(jì)算得： 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 18 A? = （ mN/103? ） B? =（ mN/103? ） DmL,? = + =（ mN/103? ） ②進(jìn)料板液相平均表面張力： 進(jìn)料板溫度： ?Ft ℃ A? =（ mN/103? ） B? =（ mN/103? ） FmL,? = + =（ mN/103? ） 餾段液相平均表面張力為 Lm? =（ +） /2=（ mN/103? ） 精餾段、提餾段的液體平均粘度計(jì)算 液相平均黏度計(jì)算公式： ?? iiLm x ?? lglg 表 6 各組分的粘度與溫度的關(guān)系 溫度（ ℃ ） 正戊烷 μ /mPa s 正己烷 μ / mPa s 20 40 50 60 70 80 90 100 ①塔頂液相平均黏度： 塔頂溫度： ?Dt ℃ 根據(jù)表 6 各組分的粘度與溫度的關(guān)系 數(shù)據(jù)，由內(nèi)插 法 求 ： 得 smP aA ?? ? smP aB ?? ? )( lg)1(lglg ?????? ??? BAAA xx ??? 得 smPaDmL ?? ,? 武昌理工學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)用紙 19 ②進(jìn)料板液相平衡黏度： 進(jìn)料板溫度： ?Ft ℃ 根據(jù)表 6 各組分的粘度與溫度的關(guān)系 數(shù)據(jù)，由內(nèi)插法求： smP aA ?? ? smP aB ?? ? 7lg)( 5 lg)1(lglg ?????? ??? BAAA xx ??? 得 smPaFmL ?? ,? 餾段液相平均黏度為 sm P aLm ???? ? 同理可得： ①塔釜液相平均黏度： 塔釜溫度： ?wt ℃ 根據(jù)表 6 各組分的粘度與溫度的關(guān)系 數(shù)據(jù)，由內(nèi)插法求： 得 smP aA ?? ? smP aB ?? ? )( lg)1(lglg ?????? ??? BAAA xx ??? 得 smPaDmL ?? ,? 餾段液相平均黏度為 ： sm P aLm ???? ? 物性數(shù)據(jù)匯總 武昌理工學(xué)院