【正文】 圖解法求理論塔板數(shù)： 精餾段操作線方程 1 0 .6 7 1 9 0 .2 6 8 411 Dn n nxRy x xRR? ? ? ? ??? 提留段操作線方程 11 35 8 04 4511n n w nFFR DDy x x xRR? ??? ? ? ??? 用逐板計算法可得： 精餾段操作線方程 yn+1=+ y x b 提餾段操作線方程 yn+1=5 1 武漢工程大學化工與制藥學院化工原理課程設計 9 餾出液組成 xd= 1 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塊板開始進料。 進料口 Ft ： 8 2 .38 2 .3 8 1 .52 6 .0 8 3 2 .7 3 2 8 .1 3 2 6 .0 8Ft ?? ??? Ft =℃ x y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 武漢工程大學化工與制藥學院化工原理課程設計 10 塔頂 Dt ： 7 8 .1 57 8 .1 5 7 8 .4 18 9 .4 3 7 4 .7 2 8 1 .8 2 8 9 .4 3Dt ?? ??? Dt =℃ 塔釜 Wt ： 100100 0 3 0Wt ?? ??? Wt =℃ 精餾段平均溫度 1 8 2 .0 5 7 8 .2 8 8 0 .1 722FDttt? ? ?? ? ?℃ 提餾段平均溫度 2 8 2 .0 5 9 9 .8 3 9 0 .9 422FWttt? ? ?? ? ?℃ 全塔的平均溫度 7 8 . 2 8 8 2 . 0 5 9 9 . 8 3 8 6 . 7 233D f wm t t tt ?? ??? ? ?℃ 液體平均黏度和實際塔板數(shù)計算 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 ：18 0 .7 7 9 .8 8 0 .1 7 7 9 .83 9 .6 5 5 0 .7 9 5 0 .7 9x???， 1x =% 氣相組成 1y ：18 0 .7 7 9 .8 8 0 .1 7 7 9 .86 1 .2 2 6 5 .6 4 6 5 .6 4y???， 1y =% 在溫度 ℃下查得水的粘度2 O am p s? ??由液體黏度共線圖可得0 .4 2 5 amp s? ??乙 醇 因為 nL i LiX???? 所以有 0. 46 21 0. 42 5 ( 1 0. 46 21 ) 0. 35 64 0. 37 28L? ? ? ? ? ? ?精 武漢工程大學化工與制藥學院化工原理課程設計 11 1221 382 379 618 621yxyx?? ? ??精 = ? ? 0 . 2 4 50 . 2 4 50 .4 9 ( ) = 0 .4 9 2 .0 5 3 0 .3 7 2 8 = 5 2 .3 %TLE ? ?? ? ? ? ?精 精 精 提餾段平均溫度 2t? =℃ 液相組成 2x ：29 5 .5 8 9 .0 9 0 .9 4 8 9 .01 .9 7 .2 1 7 .2 1x??? ， 2x =% 氣相組成 2y ：29 5 .5 8 9 .0 9 0 .9 4 8 9 .01 7 .0 0 3 8 .9 1 3 8 .9 1y???， 2y =% 在溫度 ℃下查得水的粘度2 O am p s? ??由液體黏度共線圖可得0 .3 6 5 amp s? ??乙 醇 0. 05 62 5 0. 36 5 ( 1 0. 05 62 5 ) 0. 31 32 0. 31 61L? ? ? ? ? ? ?提1221 237 437 5 763 562 5yxyx?? ? ??提 = ? ? 0 . 2 4 50 . 2 4 50 .4 9 ( ) = 0 .4 9 8 .3 0 4 0 .3 1 6 1 = 3 8 .7 %T LE ? ?? ? ? ? ?提 提 p 12 ( N ) = = 2 30 .5 2 1RTNE?精 p 1 3 1 ( N ) = = 5 .20 .3 8 7S TN E ??提 經(jīng)圓整后取 6塊 全塔所需塔板數(shù)： ( ) ( ) = 23 + 6 = 29p p pN N N?? 提精 全塔效率： 1 5 1 ( 1 ) / = 1 0 0 % = 4 8 . 3 %29T T pE N N? ? ? 武漢工程大學化工與制藥學院化工原理課程設計 12 平均摩爾質量計算 操作壓力： 塔頂操作壓力（絕壓）： PD=+4=，取每層壓強降： KPa?? 進料板壓力： 10 5. 3 0. 7 23 12 1. 4FDP P N P KP a? ? ? ? ? ? ?精 塔底壓力： 105 .3 29 125 .6W D PP P P N KPa? ? ? ? ? ? ? 精餾段平均壓力： 1 2 1 . 4 1 0 5 . 3 1 1 3 . 3 5 K P a22FDm PPP ? ?? ? ?精 提餾段平均壓力： 1 2 1 . 4 1 2 5 . 6 1 2 3 . 522FWm PPP K P a? ?? ? ?提 精餾段的平均摩爾質量 精餾段平均溫度 1t? =℃ 液相組成 1x ：18 0 .7 7 9 .8 8 0 .1 7 7 9 .83 9 .6 5 5 0 .7 9 5 0 .7 9x???， 1x =% 氣相組成 1y ：18 0 .7 7 9 .8 8 0 .1 7 7 9 .86 1 .2 2 6 5 .6 4 6 5 .6 4y???， 1y =% 所以 1 4 6 0 . 4 6 2 1 1 8 ( 1 0 . 4 6 2 1 ) 3 0 . 9 4LM ? ? ? ? ? ? ? kg/kmol 1 4 6 0 . 6 3 8 2 1 8 ( 1 0 . 6 3 8 2 ) 3 5 . 8 7VM ? ? ? ? ? ? ? kg/kmol 提餾段平均摩爾質量 提餾段平均溫度 2t? =℃ 液相組成 2x ：29 5 .5 8 9 .0 9 0 .9 4 8 9 .01 .9 7 .2 1 7 .2 1x??? ， 2x =% 氣相組成 2y ：29 5 .5 8 9 .0 9 0 .9 4 8 9 .01 7 .0 0 3 8 .9 1 3 8 .9 1y???， 2y =% 所以 2 4 6 0 . 0 5 6 2 5 1 8 ( 1 0 . 0 5 6 2 5 ) 1 9 . 5 7 5LM ? ? ? ? ? ? ? kg/kmol 2 4 6 0 . 3 2 3 7 1 8 ( 1 0 . 3 2 3 7 ) 2 7 . 0 6VM ? ? ? ? ? ? ? kg/kmol 武漢工程大學化工與制藥學院化工原理課程設計 13 平均密度計算 已知：混合液密度 依式 L?1 = ??BBAA aa ? （ a為質量分數(shù)， M 為平均相對分子質量）混合汽密度 ： 022 .4ov TMT? ?? 求得在 1t? 與 2t? 下乙醇與水的密度。 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 1t? =℃ 85 80 80 .1 7 8073 0 73 5 73 5???? 乙， ?乙 = kg/ 3m 8 5 8 0 8 0 .1 7 8 09 6 8 .6 9 7 1 .8 9 7 1 .8???? ?水 , ?水 = kg/ 3m 在精餾段，液相 平均 密度 1L? ： 11 0 . 4 6 2 1 4 6 / [ 0 . 4 6 2 1 4 6 1 8 ( 1 0 . 4 6 2 1 ) ] 1 0 . 6 8 7 07 3 4 . 8 3 9 7 1 . 6 9L?? ? ? ? ? ??? 31 /L kg m? ? 氣相 平均 密度 1V? ： 1V? = 3 5 .8 7 2 7 3 .1 52 2 .4 ( 2 7 3 .1 5 8 0 .1 7 )???= kg/ 3m 提餾段 平均溫度 2t? =℃ 95 90 90720 724 724???? 乙， ?乙 = kg/ 3m 9 5 9 0 9 0 .9 4 9 09 6 1 .8 5 9 6 5 .3 9 6 5 .3???? 水， ?水 = kg/ 3m 液相 平均 密度 2L? ： 武漢工程大學化工與制藥學院化工原理課程設計 14 21 0 . 0 5 6 2 5 4 6 / [ 0 . 0 5 6 2 5 4 6 1 8 ( 1 0 . 0 5 6 2 5 ) ] 1 0 . 1 3 2 27 2 3 . 2 4 8 9 6 4 . 9 4 1 2L?? ? ? ? ? ??? 32 9 2 4 .1 3 4 /L kg m? ? 氣相 平均 密度 2V? ： 2V? = ( 5 )???= kg/ 3m 液體平均表面 張力計算 二元有機物 水溶液表面張力可用下列各式計算 1 / 4 1 / 4 1 / 4m sw w so o? ? ? ? ??? 注： 0000 0 0 0 w w w wx V x Vx V x V x V x V?????? 0 0 0//s w s w s w s s sx V V x V V???? 2 / 3/ 2 / 3l g 0 . 4 4 1qw ooVqB Q VTq?? ???? ????? ? ? ??? ?? ???? ???? , 2l g 1sws w s osoA B Q A? ?????? ? ? ? ????? , , 式中下角標， w,o,s 分別代表水、有機物及表面部分 ； 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、有機物的表面張力，對乙醇 q = 2。 1839。 9 2 4 . 1 3 4ww wmV c m m o l?? ? ? 339。 5 0 .7 7 /39。 1 5 . 6 91 0 0 9 0 . 9 4 1 5 . 2 39。 6 0 .5 25 8 .8 6 0 .7 5 8 .8 39。39。39。WoB????? ? ????? 2 / 3 2 / 339。39。 39。 39。 B Q? ? ? ? ? 聯(lián)立方程組： 239。 l g 39。 139。 39。 0 .6 6 0 .5 2 0 .4 1 5 .6 9 39。39。39。 20 ?? 武漢工程大學化工與制藥學院化工原理課程設計 19 39。 m a x 9 2 4 . 1 3 4 0 .9 0 60 . 0 9 1 4 2 . 9 1 7 7 /0 .9 0 6u m s??? 39。 m a x0. 7 0. 7 2. 91 77 2. 04 24 /u u m s? ? ? ? 39。39。 =，而且經(jīng)圓整后的精餾段和提留段的塔徑相差不大，所以提餾段塔徑 D39。 精餾段有效高度： = ( 23 1 ) 0. 45 9. 9TZm? ? ? ?精 精（ N1 ） H 提留段有效高度 。對平直堰，設計時 hOW 一般應大于 ，若低于此值應改用齒形堰。 由 w L owh h h? ， 選用平直堰，堰上液層高度： ()1000 how wLhEl?，近似取 E=1 則 精餾段 23 32 .8 4 1 .8 1 8 9 1 0 3 6 0 01 ( ) 0 .0 1 1 21 0 0 0 0 .8 4owhm??? ? ? ? 同理，提餾段的為 23 32 .8 4 2 .4 1 1 8 1 0 3 6 0 01 ( ) 0 .0 1 3 51 0 0 0 0 .8 4ow ??? ? ? ? 取板上清液層高度 70Lh mm? 故 精餾段 370 10 0. 01 12 0. 05 88whm?? ? ? ? 同理，提餾段的為 7 13 5 56 5whm? ? ? ?