【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 n、Nmin 由吉利蘭圖可查出不同 R 下對(duì)應(yīng)的 N，進(jìn)而有經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，經(jīng)計(jì)算可得：回流比R 回流比 R理論塔板數(shù)N經(jīng)費(fèi)N（R+1） 作出 NR 圖，經(jīng)濟(jì)核算圖 N(R+1)R，如下所示：武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)7由上面經(jīng)濟(jì)核算圖 N(R+1)R 可得，R== 為最優(yōu)回流比。 圖解法求理論塔板數(shù)：精餾段操作線方程 xRyx?????提留段操作線方程 1.???用逐板計(jì)算法可得：精餾段操作線方程 yn+1=+ y x b提餾段操作線方程yn+1= 1 餾出液組成 xd= 1 武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)8釜液組成 xw=由上表數(shù)據(jù)可得，精餾段理論板數(shù)為 12 塊，提餾段理論板數(shù)為 3 塊；總理論板數(shù)為 15 塊，從第 13 塊板開始進(jìn)料。 精餾塔有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作溫度計(jì)算表 51 乙醇—水氣、液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系溫度/℃液相 氣相溫度/℃液相 氣相溫度/℃液相 氣相100 0 0 利用表 51 中數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得 、 、 。FtDWt進(jìn)料口 ： =℃Ft ???Fx y0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)9塔頂 ： =℃Dt ??Dt 塔釜 ： =℃W00..6W?W精餾段平均溫度 ℃1 ???提餾段平均溫度 ℃ ?全塔的平均溫度 ℃7... ?? 液體平均黏度和實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算表 34 水在不同溫度下的黏度溫度／℃ 黏度／ mPas?溫度／℃ 黏度／ mPas?81 90 82 91 精餾段平均溫度 =℃1t?液相組成 ： ， =%??1x氣相組成 ： ， =%1y1...2464y?1y在溫度 ℃下查得水的粘度 ??????乙 醇因?yàn)閚LiLX??所以有().??????精武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)10????精 =??()..8=.%TLE????精 精 精提餾段平均溫度 =℃2t液相組成 ： ， =%??2x氣相組成 ： ， =%2y2...33y?2y在溫度 ℃下查得水的粘度 ??????乙 醇 2.().????提 ???提 =??()..316=.7%TLE?????提 提p1 (N)=T精 經(jīng)圓整后取 6 塊p ()??提全塔所需塔板數(shù)： ()()=3+29ppN?提精全塔效率： 15 /0%???武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)11 操作壓力及平均摩爾質(zhì)量計(jì)算操作壓力：塔頂操作壓力（絕壓）： P D=+4=，取每層壓強(qiáng)降： ??進(jìn)料板壓力： ??????精塔底壓力： 956WD精餾段平均壓力： .??精提餾段平均壓力： ?提精餾段的平均摩爾質(zhì)量精餾段平均溫度 =℃1t?液相組成 ： ， =%??1x氣相組成 ： ， =%1y1...2464y?1y所以 kg/()????? kg/kmol326587V?提餾段平均摩爾質(zhì)量提餾段平均溫度 =℃2t?液相組成 ： ， =%??2x氣相組成 ： ， =%2y2...33y2y所以 kg/()?????? kg/kmol373V武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)12 平均密度計(jì)算已知：混合液密度 依式 = （a 為質(zhì)量分?jǐn)?shù)， 為平均相對(duì)L?1BA?M分子質(zhì)量）混合汽密度 ： 求得在 與 下乙醇與水的密度。TM??1t?2不同溫度下乙醇和水的密度見表 52。表 52 不同溫度下乙醇和水的密度溫度/℃ ?乙 ?水 溫度/℃ ?乙 ?水80 735 971 95 720 85 730 100 716 90 724 精餾段平均溫度 =℃ ， = kg/1t????乙 乙 3m , = kg/.?水 ?水 3在精餾段，液相平均密度 ：1L?[.4618()]??????3195./Lkgm?氣相平均密度 ：1V?= = kg/(150)??3提餾段平均溫度 =℃ ， = kg/2t????乙 乙 3m ， = kg/ 水液相平均密度 ：2L?武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)13[()]. 94L??????? ?329/Lkgm??氣相平均密度 ：2V= = kg/(94)??3 液體平均表面張力計(jì)算二元有機(jī)物水溶液表面張力可用下列各式計(jì)算 1/41/41/4mswso?????注： 000wwxVxV?? 00/ /swsssxx??? 2/3/ 2/ owVqBQT?????????????????????? ,2lg1swswsooAA???????????? , ,式中下角標(biāo)，w,o,s 分別代表水、有機(jī)物及表面部分； xw、 xo 指主體部分的分子數(shù)， Vw、 Vo 主體部分的分子體積，δw、δo 為純水、有機(jī)物的表面張力，對(duì)乙醇 q = 2。（1）精餾段： ????武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)14表 33 不同溫度下乙醇和水的表面張力溫度/℃ 70 80 90 100乙醇表面張力/10 3N/m218 水表面張力/10 3N/m2 乙醇表面張力：?????乙 醇乙 醇 ,水表面張力： ??水水 ,??211o1WWoxVx????????????????????WoB?????????2/32/????????????????.???聯(lián)立方程組： 2lg1SWSOOA??????????? ,武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)15代入求得： ???= ,????/ 1/1/? ?????? ,（2）提鎦段： = 339。1839。 ??? 339。4639。 乙醇表面張力：.39。39。?????乙 醇乙 醇 ,水表面張力： 39。39。??水水 ,239。Wo???????????????39。39。???????2/32/339。39。39。39。??????????????????39。39。39。.??聯(lián)立方程組： 239。39。lg39。39。1SWSSooA?????????? ,代入求得： 39。 39。?=, 武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)16????1/41/41/439。39。? ?????? , 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計(jì) 塔徑的計(jì)算精餾段的氣、液相體積流率為 3v1().?????311..?A(精餾段 V=L+D=(R+1)+D,L=RD)提餾段的氣、液相體積流率為 /(+1)???/..8L?39。39。 ?39。39。 ????由 maxLvuC?式中 C 由式 計(jì)算，其中 ()M??20C（1）精餾段1 ().078hLvV???取板間距 ，板上液層高度 ，???武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)17查圖可得 ?. ()()7958M???./u ms??取安全系數(shù) ，則空塔氣速為max..????按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D=塔截面積為 ???實(shí)際空塔氣速為 .0673/59ums（2）提餾段 1 132 ()()???同理，提餾段的板間距取 ，板上液層高度 。.5TH???武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)18??39。 ()914C???39。. .7/u ms?39。39。???39。39。 39。 .???按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D = 由于此塔精餾段板數(shù)居多，而且經(jīng)圓整后的精餾39。段和提留段的塔徑相差不大，所以提餾段塔徑 D =39。塔截面積為 ???實(shí)際空塔氣速為 078/.us? 精餾塔有效高度的計(jì)算。精餾段有效高度： =(231)????精 精 （ N） H提留段有效高度。 62‘提 提 （ 1）在進(jìn)料板上方開一入孔，其高度為 ，故精餾塔的有效高度為 =++08= 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算因塔徑 D= ，可選用單溢流弓形降液管，各項(xiàng)計(jì)算如下： 堰長(zhǎng)依據(jù)溢流型式及液體負(fù)荷決定堰長(zhǎng),單溢流型塔板堰長(zhǎng) 一般取為(～)DlW取 ???同理，提餾段的為 .????武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)19 溢流堰高度堰上液層高度應(yīng)適宜，太小則堰上的液體均布差，太大則塔板壓強(qiáng)增大，物沫夾帶增加。對(duì)平直堰，設(shè)計(jì)時(shí) 一般應(yīng)大