【文章內容簡介】 課程設計 第 9 頁 共 30 頁 , 0 . 6 6 7 0 . 3 2 2n L n D Dn V n Vqqy x x x? ? ? ? 提留段操作線方程 39。39。39。,39。 39。 39。1 . 3 5 7 0 . 0 1 7n L n W Wn V n Vq qy x x xqq? ? ? ? 相平衡方程 xxxy PPP 45 )1(1 ????? ?? （ 4）逐板 計算法 求理論塔層數 逐板計算法是利用相平衡方程與操作線方程從塔頂開始逐板計算各板的汽相和液相組成，從而求得所需要的理論板數。 塔頂第一塊塔板上升蒸氣進入冷凝器，冷凝為飽和液體。餾出液組成 Dx 與蒸氣組成 1y 相同，即 Dxy ?1 。 離開第一塊理論板的液體組成 1x 應與 1y 平衡，可由相平衡關系求得。第二塊板的上升蒸氣組成 2y 可由精餾段操作方程從 1x 求得。以此類推，基本過程如下 ： 11 ??? ???? xxy D 相平衡 22 ??? ??? xy 相平衡 33 ??? ??? xy 相平衡 44 ??? ??? xy 相平衡 55 ??? ??? xy 相平衡 66 ??? ??? xy 相平衡 Fxxy ???? ??? 77 相平衡 第 7塊板為加料板 88 ??? ??? xy 相平衡 99 ??? ??? xy 相平衡 1010 ??? ??? xy 相平衡 1111 ??? ??? xy 相平衡 1212 ??? ??? xy 相平衡 Wxxy ???? ??? 1313 相平衡 因此 總理論板數為 13（包括蒸餾釜），精餾段理論板數為 6，第 7塊板為進料遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 10 頁 共 30 頁 板。 實際板層數求取 （ 1）求全塔效率 TE ① 求精餾塔中液相混合液的平均黏度 當 p= 時，苯和甲苯混合液（理想混合液）的 yx? 數據求得： 塔頂泡點溫度 ?? 塔底泡點溫度 ?? 由液體黏度共線圖 查得 ： 塔頂液體的黏度 AB= 0 .3 1 5 m P a s = 0 .3 2 0 m P a s???????? ? ? ???苯甲 苯 塔底液體的黏度 AB= 0 .2 3 5 m P a s = 0 .2 5 0 m P a s???????? ? ? ???苯甲 苯 由液相平均黏度計算公式1=nm i ii x??? ??分別求塔頂、塔底混合液的平均黏度 = 0 . 9 8 3 0 . 3 1 5 + 0 . 0 1 7 0 . 3 2 0 = 0 . 3 1 5 m Pa s= 0 . 0 1 2 0 . 2 3 5 + 0 . 9 8 8 0 . 2 5 0 = 0 . 2 5 0 m Pa sL D mL W m? ? ? ? ?? ? ? ? ? 則精餾塔中液相的平均黏度為： = = 0 .3 1 5 0 .2 5 0 = 0 .2 8 1 m Pa sL LD m LW m?? ? ? ? ? ② 求全塔效率 TE 0. 24 ( ) ?? ? ? ? 所以，全塔效率 ? 。 （ 2）求實際塔板數 精餾段實際板層數 P, 6 / 12N ??精 提留段實際板層數 P, 7 / 14N ??提 總實際板層數 P PP,N N 12 14 26N ? ? ? ? ?， 提精 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 11 頁 共 30 頁 精餾塔的精餾段工藝條件及有關物性數據的計算 精餾段 的 操作壓力 塔頂操作壓力 DP = P P 1 0 1 .3 4 1 0 5 .3 k Pa? ? ? ?當 地 表 每層塔板壓降 kPa?Δ 進料板壓降 105 .3 12 113 .7Fp k P a? ? ? ? 精餾段平均壓降 (105 .3 113 .7 ) / 2 109 .5mp k Pa? ? ? 精餾段 的 操作溫度 由 苯和甲苯混合液（理想混合液）的 yx? 數據 查出各點溫度 塔頂溫度 ?? 進料板溫度 ?? 精餾段平均溫度 ( 8 0 .6 9 1 .3 ) / 2 8 5 .9 5 Cmt ? ? ? ? 精餾段氣、液混合物的 平均摩爾質量 塔頂氣、液混合物平均摩爾質量：由 1 ?? ， 得 1 ? 。 0 . 9 6 6 k g k m o l0 . 9 2 0 k g k m o lV D mL D mMM ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 進料板氣、液混合物平均摩爾質量： ? 。 ? 0 .6 5 2 k g k m o l0 .4 3 1 k g k m o lVFmL F mMM ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 精餾段氣、液混合物平均摩爾質量： ( 7 8 . 4 8 8 5 . 3 5 6 ) / 2 k g k m o l( 7 9 . 1 2 8 5 . 9 6 6 ) / 2 k g k m o lVmLmMM ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 12 頁 共 30 頁 精餾段氣、液相的 平均密度 （ 1）氣相平均密度 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 31 0 9 . 5 8 1 . 9 1 8 3/8 . 3 1 4 ( 8 5 . 9 5 2 7 3 . 1 5 )m V mVmmpM k g mRT ?? ? ? ??? （ 2）液相平均密度 液相平均密度計算公式 1 /iim W??? ? 塔頂液相平均密度： 由 ??，查得 33kg m 80 3 kg m .AB? ? ?? ? ? ?? ? ? 31 = 8 1 4 .8 k g m0 .9 6 / 8 0 5 0 .0 4 / 8 0 3L D m? ? ?? 進料板液相平均密度：由 91..3FtC??，查得33k g m 7 9 9 .1 k g m .AB? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 進料板液相的質量分數為 0 .4 3 1 7 8 0 .3 9 10 .4 3 1Aw ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 31 = 8 0 0 .5 k g m0 .3 9 1 / 8 0 2 .7 0 .6 0 9 / 7 9 9 .1L F m? ? ?? 精餾段液相平均密度為 3( 80 0. 5 81 4. 8 ) / 2 80 7. 7 /Lm k g m? ? ? ? 精餾段 液相平均表面張力 液相平均表面張力計算公式 ： Lm i ix???? 塔頂液相平均表面張力： 由 ? ℃ ， 查 得 10A? ??? N/m 10B? ??? N/m 33( 0. 96 6 21 .2 0. 03 4 21 .7 ) 10 22 .2 2 10LD m? ??? ? ? ? ? ? ? N/m 進料板液相平均表面張力： 由 ? ℃ ,查得 10A? ??? N/m 10B? ??? N/m 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 13 頁 共 30 頁 33( 0. 43 1 19 .8 0. 56 9 20 .5 ) 10 20 .2 10LF m? ??? ? ? ? ? ? ? N/m 精餾段液相平均密度為： 33( 20 .2 22 .22 ) 10 / 2 21 .21 10Lm? ??? ? ? ? ? N/m 精餾段 的塔體工藝尺寸計算 精餾段 塔徑 和實際空塔氣速的確定 （ 1）最大空塔氣速和空塔氣速 最大空塔氣速計算公 式 ： m ax LVVuC????? 精餾段的氣、液相體積流率為 , 1 5 2 . 9 1 8 1 . 9 1 8 1 . 1 63 6 0 0 3 6 0 0 3n V V mVV LmqMq ? ?? ? ??3/ms , 1 0 1 . 9 4 8 2 . 5 4 3 0 . 0 0 2 8 93 6 0 0 3 6 0 0 8 0 7 . 7n L L mVL LmqMq ? ?? ? ??3/ms 求 C，其中 20C 由 附圖 1 查取，圖中橫坐標為 , 1 / 2 1 / 2,0 . 0 0 2 8 9 3 6 0 0 8 0 7 . 7( ) ( ) 0 . 0 4 0 91 . 1 6 3 6 0 0 3VL LV V Vqq ?? ?? ? ?? 取板間距 ? m，板上液層高度 ? m，則 ? ? ? ?m 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 14 頁 共 30 頁 附圖 1 查 附圖 1 得 20C = 0 . 2 0 . 220 2 1 .2( ) 0 .0 7 0 ( ) 0 .0 7 12 0 2 0LmCC ?? ? ? ? m a x 8 0 7 . 7 30 . 0 7 1 1 . 1 6 33LVVuC ???? ?? ? ? ?m/s 取安全系數為 ，則空塔氣速為 m a 63 14uu? ? ? ? m/s （ 2）塔徑 ,4 4 1 .1 6 1 .3 53 .1 4 0 .8 1 4VVqD u? ?? ? ??m 按標準塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 221 .4 1 .5 3 8 644TAD??? ? ? ?2m 實際空塔氣速為 , 1 .1 6 0 .7 5 41 .5 3 8 6VVTqu A? ? ?m/s 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 15 頁 共 30 頁 精餾段 精餾塔有效高度的 求取 精餾段有效高度為 ( 1 ) (1 2 1 ) 0 .4 4 .4TZ N H? ? ? ? ? ?精