【文章內容簡介】 (b) 以及 P = PA* xA + PB* (1xA) (c) 由（ a）、 (b) pA* = KPa pB* = KPa 代入 (c)中 )1( ABAA xPxPP ??? ?? = xD + (1 xD ) = KPa p(塔頂操作壓力 ) p = = ( 1%) 所以假設成立。 ② 塔底溫度 設 塔頂溫度為 tW= ℃ 由乙醇的 Antoine 方程 lgPA* = – (t+) (a) 由水的 Antoine 方程 lgPB* = – (t+) (b) 以及 P = PA* xA + PB* (1xA) (c) 由（ a）、 (b) pA* = KPa pB* = KPa 代入 (c)中 )1( ABAA xPxPP ??? ?? = xW + (1 xW ) = KPa p(塔 底 操作壓力 )p = = ( 1%) 所以假設成立。 ③ 平均溫度 tm = ( +)/2 = ℃ （ 3） 黏度的計算 在 tm = ℃時，查得 181。H2O = , 181。B = 則 181。L = ∑ xi181。i = +(1 ) = （ 4） 平均相對揮發(fā)度的計算 塔頂相對揮發(fā)度 α D = PB,D/PH20 = 塔底相對揮發(fā)度 α W = PB,W/PH20 = 平均相對揮發(fā)度 α = WD?? = （ 5） 塔板總效率的估算 根據(jù) E′ T = （α 181。L） , 求得 E′ = 且｜ E′ T ET｜ = %(1%),所以假設成立。 化工原理課程設計 12 實際板層數(shù)的確定 取塔板實際總效率 ET = 則 精餾段實際板層數(shù) N 精 = 14/≈ = 26 提留段實際板層數(shù) N 提 = 5/ ≈ = 9 實際總板數(shù) Np = 35 第三 章 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 操作壓力 塔頂操作壓力 pD = p 當?shù)? + p 表 = + 4 = kpa 每層的塔板壓降 △ p = kpa 進料板壓 力 PF = + 26 = kpa 精餾段平均 壓力 Pm = ( + ) / 2 = kpa 操作溫度 依據(jù)操作壓力，由于泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中乙醇和水的飽和蒸汽壓由安托尼方程式計算，計算過程如下（塔頂溫度計算過程見 ②，這里不再重復計算） 設 進料板 溫度為 tW = ℃ 由乙醇的 Antoine 方程 lgPA* = – (t+) (a) 由水的 Antoine 方程 lgPB* = – (t+) (b) 以及 P = PA* xA + PB* (1xA) (c) 由（ a）、 (b) pA* = pB* = 代入 (c)中 )1(** ABAA xPxPP ??? = xF + (1 xF ) = KPa p(塔頂操作壓力 )p = = ( 1%) 所以假設成立。 精餾段的平均溫度 tm = ( +)/2 = ℃ 平均摩爾質 量 （ 1） 塔頂混合物平均摩爾質量 由 xD = y1 = ,查平衡 曲線 （見圖 二 ）得 x1 = MLDm = 46 + 18 = kg/mol MVDm = 46 + 18 = kg/mol 化工原理課程設計 13 （ 2） 進料板混合物平均摩爾質量計算 由圖解理論板（見圖二）得 xF = , yF = MLFm = 46 + 18 = kg/mol MVFm = 46 + 18 = kg/mol （ 2） 塔底混合物平均摩爾質量 xW = 由試差法可求得 yW = ML′ Wm = 46 + 18 = kg/mol MV′ Wm = 46 + 18 = kg/mol （ 4） 精餾段的平均摩爾質量 MLm = ( + ) / 2 = kg/mol MVm = ( + )/2 = kg/mol （ 5） 提留段的平均摩爾質量 ML′ m = ( + ) / 2 = kg/mol MV′ m = ( + )/2 = kg/mol 平均密度 氣相平均密度 （ 1） 精餾段氣相平均密度 ρ vm = (pmMvm)/(RTm) = ( )/( (+)) = kg/m3 （ 2） 提留段 氣 相平均密度 ρ v′ m = (pmMvm)/(RTm) = ( )/( (+)) = kg/m3 液相平均密度 （ 1） 塔頂液相平均密度 液相平均密度由下式計算， 即 1/ρ m =∑ω i/ρ i 塔頂 平均密度， 由 tD = ℃ ,查手冊得ρ 水 = kg/m3,ρ 乙醇 = kg/m3 ρ LDm = 1/（ / + /） = kg/m3 （ 2） 進料板液相平均密度 進料板平均密度。 由 tF = ℃ , 查手冊得ρ 水 = kg/m3,ρ 乙醇 = kg/m3 化工原理課程設計 14 進料板液相的質量分數(shù) ω A =（ 46） /( 46 + 18) = 則 ρ LFm = 1/(+ ) = kg/m3 （ 3） 塔底液相平均密度 塔底 平均密度。 由 tF = ℃ , 查手冊得ρ 水 = kg/m3,ρ 乙醇 = kg/m3 ρ LWm = 1 / (+ / ) = kg/m3 （ 4） 精餾段液相平均密度 ρ Lm = ( + ) / 2 = kg/m3 （ 5） 提留段液相平均 密度 ρ L′ m = ( + ) / 2 = kg/m3 液體平均表面張力 （ 1） 塔頂 液相平均表面張力的計算 當乙醇的質量分數(shù)為 % 時， 查 圖得σ 25℃ = 103 N/m ,且乙醇的臨 溫度為 243℃，水的臨界溫度為 ℃，則混合液的臨界溫度為： TmCD = ∑ xiTiC = 243 + = ℃ σ tD / σ 25℃ = ((TmCD – TD)/(TmCD – T25℃ )) = (( )/( 25 )) 解得σ tD = 10 3 N/m （ 2） 進料板液相平均表面張力的計算 當乙醇的質量分數(shù)為 30%時，查圖得σ 25℃ = 103 N/m ,且乙醇的臨界溫度為 243℃，水的臨界溫度為 ℃，則混合液的臨界溫度為： TmCD = ∑ xiTiC = 243 + = ℃ σ tD / σ 25℃ = ((TmCD – TD)/(TmCD – T25℃ )) = (( )/( )) 解得σ tD = 10 3 N/m （ 3） 塔底液相平均表面張力計算 當乙醇的質量分數(shù)為 %時，查圖得σ 25℃ = 103 N/m ,且乙醇的臨界 溫度為 243℃，水的臨界溫度為 ℃，則混合液的臨界溫度為： TmCD = ∑ xiTiC = 243 + = ℃ σ tD / σ 25℃ = ((TmCD – TD)/(TmCD – T25℃ )) = (( )/( )) 化工原理課程設計 15 解得σ tD = 10 3 N/m （ 4） 精餾段液相平均表面張力計算 σ Lm = (( + ) 103)/2 = 103 N/m （ 5） 提留段液相平均表面張力 σ L′ m = (( + ) 103)/2 = 103 N/m 第四 章 精餾塔的塔體工藝尺寸設計 塔徑的計算 精餾段的氣、液相體積流率為 L = RD = kmol/s V = (R + 1)D = kmol/s 已知 MLm = kg/mol MV