甲醇—水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-12 23:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 將迅速發(fā)展起來。 2 塔板的工藝設(shè)計(jì) F:原料液流量（ kmol/s) xF:原料組成（ mol%) D:塔頂產(chǎn)品流量（ kmol/s) xD：塔頂組成（ mol%) W：塔底殘液流量（ kmol/s) xW：塔底組成（ mol%) 原料甲醇組成： xF= 18/5532/45 32/45? = 塔頂組成： xD= 18/? = 塔底組成： xW 進(jìn)料量： F= 3600*7200 )18/(*3^10*17500 ?=（ kmol/s) 物料衡算式： F=D+W FxF=DxD+WxW 聯(lián)立代入求解： D=（ kmol/s) W=（ kmol/s) xW= 水汽液平衡數(shù)據(jù) 表一 （ 1）溫度 利用表一中的數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得 ① tF: ?? = 78t ??F tF=℃ ② tD: 6566?? = 66??tD tD=℃ ③ tW: ?? = 100??tD tW=℃ ④精餾段平均溫度： 1t = 2tt DF? = 2 ? =℃ ⑤提餾段平均溫度： 2t = 2t tWF? =℃ (2）密度 已知：混合液密度：L?1=AA??+BB??(α為質(zhì)量分率， M 為平均相對(duì)分子質(zhì)量），不同溫度下甲醇和水的密度 混合氣密度 :ρ v= ①精餾段 1t =℃ 液相組成 x1： ?? = ??x x1= 12 氣相組成 y1： ??= ??y y1= 所以 1ML =32*+18*=（ kg/mol) 1Mv =32*+18*=（ kg/mol) ②提餾段： 2t =℃ 液相組成 x2： ??= ??x x2= 氣相組成 y2： ?? = ?? y2= 所以 2ML =32*+18*=（ kg/mol) 2Mv =32*+18*=（ kg/mol) 表二 溫度℃ 甲 醇密度 kg/m^3 水 kg/m^3 60 741 70 731 80 721 90 713 100 704 求得在 1t 、 2t 下的甲醇和水的密度 1t =℃， 7417316070?? = ??甲? ρ甲 = kg/m^3 6070?? = ? ?水? ρ水 = kg/m^3 同理， 2t =℃， 甲 ?? = kg/m^3 ， 水 ?? = kg/m^3 在精餾段：液相密度ρ L1 11L?= *1832** ）（ ?+ 甲?? = ρ L1= kg/m^3 氣相密度：ρ v1=）（ 7 3* 7 3*2 5 ?= kg/m^3 在提餾段：液相密度ρ L2： 氣相密度：21L?= *1832** ）（ ?+ 甲 ??? ρ L2= 氣相密度：ρ v2=）（ 3* 3*48 ? kg/m^3 (3)混合液體表面張力 不同溫度下甲醇和水的表面張力如下表 表三 溫度℃ 60 70 80 90 100 甲醇表面張力 /mN/m 水表面張力/mN/m ①精餾段 1t =℃ Vm=ww?m= =(cm^3/mol) Vo=oo?m= =(cm^3/mol) 甲醇表面張力： 6080?? =甲醇??? ，σ甲醇 = 水表面張力： 6080?? =水??? ，σ水 = 02??w= xoV o)w V wxoV o( )(x2w?x V w = )**(** 2]^*[ ??? ）（ 因?yàn)?xD=,所以 xW== B=lg(o?? 2^w)= 14 Q= )3/2^q 3/2^o(** w V wVoTq ?? ? = )* *(*) 1(* 3/23/2 ???? A=B+Q= 聯(lián)立方程組 A=lglg(sosw??2^), ψ sw+ψ so=1 代入求得ψ sw=, ψ so= 4/1m? = 4/14/1 ** ?,σ m= ②提餾段 2t =℃ )/ 18m 339。 m olcmwwV m （??? ? )/ 32 339。39。 m olmoVoO （??? ? 甲醇表面張力 : 80100 ????? ? ’甲醇’甲醇 ，解得： ?? 水表面張力 : 90100 ?????? ’水’水 ，解得： ?? ?39。02??’w )**(** ]*)[( 2 ??? 因?yàn)??39。Dx ,所以 xw= B’ = 39。0239。 ???? w Q’ )* *(*) 1(* 3/23/2 ????? A’ =B’ +Q’ = 聯(lián)立方程組 )lg(39。39。0239。??wA?， 139。39。sw ?? so?? 代入求得： 39。sw?? , 39。so?? , 39。m ?? （ 4）混合物粘度 1t =℃，查表得：μ水 =（ mPa*s) μ醇 =（ mPa*s) 2t =℃，查表得：μ’水 =（ mPa*s) μ’醇 =（ mPa*s) 精餾段黏度：μ 1=μ醇 x1+μ水 (1x1) =（ mPa*s) 提餾段黏度：μ 2=μ’醇 x1+μ’水 (1x2) =（ mPa*s) （ 5）相對(duì)揮發(fā)度 ①精餾段揮發(fā)度：由 xA= yA= 得 xB= yB= 所以 xy xy ?? AB BA? ②提餾段揮發(fā)度：由 ?’ , ?’A 得 39。 ?B , 39。 ?B 所以 xy xy 39。39。39。39。A ??ABB‘? （ 6）汽、液相體積流量計(jì)算 由表一 常壓下甲醇 水汽液平衡數(shù)據(jù) ,繪出 xy 圖。 圖一 16 xD= xF= xw= 因?yàn)榕蔹c(diǎn)進(jìn)料，所以 q=1 且 xq=xF= 且 q點(diǎn)過相平衡線 ,所以由圖一可得 則 yq== 該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為： q（ ， ） 故最小回流比為： Rmin= ?????? qqqD xy yx 取操作回流比為： R== 對(duì)角線上定出點(diǎn) c，先計(jì)算 yc； ??? 1RxDcy ? = 再在 y軸上標(biāo)定點(diǎn) c，聯(lián)結(jié)點(diǎn) a、點(diǎn) c即得到兩操作線 ac；作 q 線，如圖線 fd；作提餾段操作線 bd；作梯級(jí)。 ①精餾段 L=RD=*=（ kmol/s) V=(R+1)D=*=（ kmol/s) 已知：k m olkgvk m olkgL k m olkgMvk m olkgML /?? ?? ?? ， 則有質(zhì)量流量： L1= * ??LM L (kg/s) V1= * ??VM V (kg/s) 體積流量 :Ls1= 311 10* ???LL? ( 3m /s) Vs1=
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