【文章內(nèi)容簡介】 A B1 =+aa? ? ? （其中 a 為質(zhì)量分率）【 3】 對于混合氣體的密度 0V pMTp? ?（其中 M 為平均摩爾質(zhì)量） （ 1）精餾段 ： t1=℃ 液相組成 x1: 1 606 5 6 08 7 .6 3 8 8 .8 0 8 8 .2 8 8 8 .8 0x ?? ??? 得 x1=% 氣相組成 y1: 2 7 9 .18 2 .5 7 9 .18 7 .0 3 8 8 .8 0 8 8 .2 8 8 8 .8 0y ?? ? 得 y1=% 則液相平均摩爾質(zhì)量 ： ML1=+() =氣相平均摩爾質(zhì)量 ： MV1=+() =由表 2 數(shù)據(jù) 9 0 8 0 8 8 .2 8 8 08 0 3 .9 8 1 5 8 1 5???? 苯 得 ?苯 =同理 9 0 8 0 8 8 .2 8 8 08 0 0 .2 8 1 0 8 1 0???? ?甲 苯 得 ?甲 苯 =aA=［ +(1x1)］ = aB=1aA= L11 0 .5 8 2 7 0 .4 1 7 38 0 5 .8 1 8 0 1 .8 9? ?? 得 L1? =0 0 V 1V102 7 3 .1 5 8 0 .8 22 2 .4 2 2 .4 2 2 .4 ( 2 7 3 .1 5 8 2 .2 8 )T p M T MTp T? ?? ? ? ??=（ 2）提餾段 ： t2=℃ 液相組成 x2： 2 202 5 2 09 8 . 8 4 1 0 2 . 7 9 1 0 2 . 2 1 0 2 . 7 9x ?? ??? 得 x2=% 化工課程設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 36 頁 氣相組成 y2： 2 3 7 . 24 4 . 2 3 7 . 29 8 . 8 4 1 0 2 . 7 9 1 0 2 . 2 1 0 2 . 7 9y ?? ? 得 y2=% 則液相平均摩爾質(zhì)量 ： ML2=+()=則氣相平均摩爾質(zhì)量 ： MV2=+()=由表 2 數(shù)據(jù)39。1 1 0 1 0 0 1 0 2 .2 1 0 07 8 0 .3 7 9 2 .5 7 9 2 .5?? ?苯 得 39。?苯=同理39。1 1 0 1 0 0 1 0 2 .2 1 0 07 8 0 .3 7 9 0 .3 7 9 0 .3?? ?甲 苯 得 39。?甲 苯 =aA=［ +(1x2)］ = aB=1aA= 3L2L21 0 . 1 8 1 7 0 . 8 1 8 3 7 8 8 . 4 1 k g / m7 8 9 . 8 2 7 8 8 . 1 ?? ? ? ? ? 0 0 V 2V202 7 3 .1 5 8 6 .7 72 2 .4 2 2 .4 2 2 .4 ( 2 7 3 .1 5 1 0 2 .2 )T p M T MTp T? ?? ? ? ??= 3. 粘度 表 3 不同溫度苯 — 甲苯的粘度 【 2】 溫度℃ 80 90 100 110 120 苯 mPas? 甲苯 mPas? 利用內(nèi)差法求得精餾段與提餾段平均溫度下本與甲苯的粘度 t1=℃ 9 0 8 0 8 8 .2 8 8 00 .2 7 9 0 .3 0 8 0 .3 0 8????苯 得 ?苯 =? 9 0 8 0 8 2 .2 8 8 00 .2 8 6 0 .3 1 1 0 .3 1 1???? ?甲 苯 得 ?甲 苯 =? 則精餾段粘度 μ 1=?苯 x1+?甲 苯 (1x1)=? 化工課程設(shè)計說明書（論文） 第 9 頁 共 36 頁 t2=℃ 39。1 1 0 1 0 0 1 0 2 .2 1 0 00 .2 3 3 0 .2 5 5 0 .2 5 5?? ?苯 得 39。?苯=? 39。1 1 0 1 0 0 1 0 0 .2 1 0 00 .2 5 4 0 .2 6 4 0 .2 6 4?? ?甲 苯 得 39。?甲 苯=? 則提餾段粘度 μ 2= 39。?苯x2+ 39。?甲 苯(1x2)=? 4. 表面張力 【 1】 表 4 不同 溫度乙醇 — 水的表面張力 溫度℃ 80 90 100 110 120 苯 甲苯 計算非水溶液混合物表面張力用 MadecdSugden 法 公式 1 / 4m L M V M1 [ ] ( )niii P i x y? ? ????? m? －混合物表面張力 [ iP ]－ I 組分的等張比容 xi， yi－液相，氣相的摩爾分率 LM? ， VM? －混合物液相，氣相的密度 mol/cm3 計算 等張比容 [P 苯 ]=C6H5+H=+= [P 甲苯 ]= C6H5+CH3=+= 氣體表面張力略去不計，則 (1)精餾段 ： ? ?1 / 4 3 3m 8 0 4 . 1 7 8 0 4 . 1 72 0 5 . 1 1 0 0 . 6 2 2 2 2 4 5 . 1 1 0 1 0 . 6 2 2 28 3 . 4 1 8 3 . 4 1? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ??? ? ? ?= m1 dy n/c m? ? (2)提餾段 ： 化工課程設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 36 頁 ? ?1 / 4 3 3m 7 8 8 . 4 1 7 8 8 . 4 12 0 5 . 1 1 0 0 . 2 0 7 5 2 4 5 . 1 1 0 1 0 . 2 0 7 5 2 . 0 9 2 58 9 . 2 2 8 9 . 2 2? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ??? ? ? ?m2 dy n/c m? ? 5. 相對揮發(fā)度 【 4】 (1)精餾段 ： Ax =x1=% Bx =1 Ax =% 由 xy 圖查得： yA=% yB=% 則 α 1= ABBAyxyx = (2)提餾段 ： Ax =x2=% xB=1 Ax =% 由 xy 圖查得： yA=% yB=% 則 α 2= ABBAyxyx = 6. 實際回流比的確定 （ 1）最小回流比 【 4】 圖 1 平衡曲線 xy 化工課程設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 共 36 頁 由表 1 中數(shù)據(jù)做出苯 — 甲苯的平衡曲線如圖 1 所 示，可知此平衡曲線為非正常曲線，塔中各段相對揮發(fā)度相差較大，故采用圖解法計算最小回流比及理論塔板數(shù)。 從點（ xF,xF）做垂線，即為進料線 q 線，該線與平衡線的焦點坐標為 yq= xq= qqm i nqq 0 . 9 5 7 3 0 . 6 0 7 2= = = 1 . 6 0 0 0 . 6 0 7 2 0 . 3 8 8 4xyR yx （ 2） 實際回流比 【 4】 在實際操作中，常取最小回流比的（ ~）倍作為實際回流比，在本設(shè)計系統(tǒng)中，經(jīng)過核算，考慮到設(shè)備費用與操作費用，實際回流比取 2 倍的最小回流比，即： m in2 2 3 .2RR? ? ? ? 7. 氣液相體積流量 （ 1）精餾段 液相流量 L： L=RD==氣相流量 V： V=（ R+1） D=（ +1） =液相體積流量 L1： 3L11 L1 8 3 .4 1 1 8 1 .8 9 1 8 .8 7 m / h8 0 4 .1 7MLL ? ?? ? ? 氣相體積流量 V1： 3V11 V1 8 0 . 8 2 2 3 8 . 7 3 7 0 6 7 . 4 6 m / h2 . 7 3MVV ? ?? ? ? （ 2）提餾段 由前言中所述，本系統(tǒng)為泡點進料，則： 液相流量 L39。 ’ ： L39。 ’ =L+qF=氣相流量 V39。 ： V39。 =V=液相體積流量 L2： 39。 3L22 L2 8 9 .2 2 3 4 2 .1 3 3 8 .7 2 m / h7 8 8 .4 1MLL ? ?? ? ? 氣相體積流量 V2： 39。 3V22 V2 8 6 . 7 7 2 3 8 . 7 3 7 3 4 5 . 6 0 m / h2 . 8 2MVV ? ?? ? ? 化工課程設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 共 36 頁 表 5 精餾段提留段數(shù)據(jù)總匯 精餾段 提餾段 平均溫度 t/℃ 平均液相摩爾質(zhì)量 ML/kg? kmol1 平均氣相摩爾質(zhì)量 MV/kg? kmol1 平均液相密度 ρ L/kg? m3 平均氣相密度 ρ V/kg? m3 粘度 μ /mPa? s 表面張力 ? /dyn? cm1 平均氣相組成 y 平均液相組成 x 液相摩爾流量 L/kmol? h1 液相體積流量 L39。 /m3? h1 氣相摩爾流量 V/kmol? h1 氣相體積流量 V39。 /m3? h1 相對揮發(fā)度 第三節(jié) 理論塔板的計算 1. 理論塔板數(shù) 【 4】 本系統(tǒng)平衡線為非正常曲線，故采用圖解法求理論板數(shù) 精餾段操作線方程： Dn 1 n n n3 . 2 0 . 9 5 7 3 0 . 7 6 1 9 0 . 2 2 7 91 1 3 . 2 + 1 3 . 2 1xRy x x xRR? ? ? ? ? ? ?? ? ? 提餾段操作線方程： 39。m 1 m w m m39。39。 3 4 2 . 1 3 1 0 3 . 4 0 . 0 2 9 4 1 . 4 3 3 0 . 0 1 2 73 4 2 . 1 3 1 0 3 . 4 3 4 2 . 1 3 1 0 3 . 4LWy x x x xL W L W? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 如圖 2 所示 化工課程設(shè)計說明書（論文） 第 13 頁 共 36 頁 圖 2 理論塔板數(shù) 分別在圖中做出兩條操作線，在平衡線與操作線之間畫階梯，從圖中看出，共得到理論板數(shù) NT=12(包括再沸器 )，加料板在第 6 塊板。 即 NT 精 =5 塊 NT 提 =7 塊 2． 實際塔板數(shù) 【 1】 已知 O’connell 公式 —— 塔板效率 ET=(αμ L),其中 α 為平均相對揮發(fā)度，μ L為平均粘度 （ 1）精餾段 0 . 24 5T 0 .4 9 ( 2. 52 3 0 .2 86 ) 0. 53 1E ?? ? ? ? TPT5 9 . 4 2 1 00 . 5 3 1NN E? ? ? ?精精 塊 （ 2）提餾段 0 . 24 5T 0 .4 9 ( 2. 37 0 0 .2 60 ) 0 .5 52E ?? ? ? ? TPT7 1 1 . 6 8 1 20 . 5 5 2NN E? ? ? ?提提 塊 則實際塔板數(shù) NP=10+12=22 塊，加料板在第 11 塊板 化工課程設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 共 36 頁 全塔效率 TT P 1 2 1 4 7 .8 3 %22NE N ?? ? ? 第四節(jié) 塔徑的初步設(shè)計 【 1】 塔 內(nèi) 氣液 流量 已知 ，則 塔徑 與塔 內(nèi) 氣液 流速 有關(guān) , 求 流速 有經(jīng) 驗 式u=(~)umax LVmax Vuc?????,其中 ? 為平均密度， C 為負荷因子， m/s。 C 值可由Smith 關(guān)聯(lián)圖查得：在關(guān)聯(lián)圖中，橫坐標為 12hLhVLV ????????；參數(shù) HThL,反映液滴沉降空間高度對負荷因子的影響（ HT為板間距， hL為板上液層高度） 對于常壓塔， hL一般取 ~,本設(shè)計取 本設(shè)計塔板數(shù)較多，而且生產(chǎn)負荷波動不大，故板間距取較小值即可，根據(jù)標準，HT取 . （ 1）精餾段 12hLhVLV ????????= 121 8 .8 7 8 0 4 .1 7 0 .0 4 67 0 6 7 .4 6 2 .7 3?? ????? HThL== 查圖得： C20= 對 C 作修 正： 0. 2 0. 2m120 2 0 . 3 20 . 0 8 2 5 0 . 0 8 2 82 0 2 0CC ??? ??? ? ????? ???? 則m a x 8 0 4 . 1 7 2 . 7 30 . 0 8 2 8 1 . 4 2 m / s2 . 7 3u ??? u1==1114 4 7 0 6 7 . 4 6 / 3 6 0 0 1 . 5 8 6 m3 . 1 4 0 . 9 4 4VD u? ?? ? ?? 經(jīng)過圓整， D1=1600mm空塔氣速 u1=（ 2）提餾段 12hLhVLV ????????= 123 8 .7 2 7 8 8 .4 1 0 .0 8 87 3 4 5 .6 2 .8 2?? ????? HThL== 查圖得： C20= 化工課程設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 36 頁 對 C 作修正： 0. 2 0.