【正文】 ：塔 頂 產(chǎn) 品 的 的 摩 爾 組 成 ：塔 底 殘 液 的 摩 爾 組 成 ：進(jìn) 料 量 ：全 塔 物 料 衡 算 ： （表 1 一 1）乙醇 — 丙醇平衡數(shù)據(jù)（三：物性函數(shù)計(jì)算： p=） 序號 液相組成 氣相組成 沸點(diǎn) /℃ 序號 液相組成 氣相組成 沸點(diǎn) /℃ 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 ：溫度的確定 ： 利用上表中的數(shù)據(jù)，用數(shù)值插值法確定 ,F D Wt t t 。 塔頂溫度： tD = 氣相組成： 8 0 . 5 9 7 8 . 3 8 7 8 . 6 6 7 8 . 3 8 9 8 . 9 1 %9 1 . 4 1 0 0 1 0 0 1 0 0??? ? ? ?yyDD y D 進(jìn)料溫度： ? 9 1 . 6 0 8 8 . 3 2 9 1 . 6 0 8 9 . 6 7 4 6 . 3 2 %FF3 3 . 9 5 5 3 3 . 9 1 0 0Fyy y??? ? ? ?氣 相 組 成 ： 塔底溫度： ? otC 9 7 . 1 6 9 3 . 8 5 9 7 . 1 6 9 6 . 2 4 6 . 6 7 %WW0 2 4 0 1 0 0W??? ? ? ?yy y氣 相 組 成 ： xx 0 .9 8 0 .2 5DFx = = = 0 .6 1 5 = 6 1 .5 %1 22yy 0 .9 8 9 1 0 .4 6 3 2DF= = = 7 2 .6 2 %1 22M = 4 6 * 0 .6 1 5 6 0 * = k g k m o lL1M = 4 * 0 .7 2 6 2 6 0 * = 4 9 .8 3 k g k m o lV1xxWFx=2 2y? ?? ?????精 餾 段 平 均 溫 度 組 成 ：精 餾 段 平 均 氣 相 組 成 ：精 餾 段 液 相 平 均 分 子 量 （ ） 5 1 . 3 9 /精 餾 段 氣 相 平 均 分 子 量 （ ） /提 餾 段 平 均 液 相 組 成3 .5 % 2 5 %x 1 4 .2 5 %2 2yy 6 .6 7 % 4 6 .3 2 %WF= = = 2 6 .5 0 %22 22yy???? ??提 餾 段 平 均 氣 相 組 成 M = 4 6 * 0 .1 4 2 5 6 0 * = k g k m o lL2M = 4 6 * 0 .2 6 5 0 6 0 * = k g k m o lV2??提 餾 段 液 相 平 均 分 子 量 （ ） 5 8 . 0 0 5 /精 餾 段 氣 相 平 均 分 子 量 （ ） 5 6 . 2 9 / 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 10 表 12 不同溫度下乙醇丙醇類密度表 ： T oC溫 度 ， ， 70 80 90 100 110 3a kg/m?， 3b kg/m?， 利用上表中數(shù)據(jù)利用數(shù)值差值法確定進(jìn)料溫度 Ft ，塔頂溫度 Dt ，塔底溫度 Wt 下的乙醇（ o）和水（ w）的密度。 精餾段理論半數(shù)： 101NT ? 提餾段理論半數(shù)： 1 8 1 0 82N T ? ? ? 塊 （ 包 括 再 沸 器 ） 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 15 :實(shí)際塔板數(shù)的確定 由公式： 9( )1? ???TLE 已知乙醇，丙醇溶液平均 粘度計(jì)算公式 ()1 ???n Xuiii 代入數(shù)據(jù)的 ?l = amp s? 所以塔板效率為 E= 精餾段實(shí)際塔板數(shù)為 N=21 提留段實(shí)際塔板數(shù)為 N=17 實(shí)際的總板數(shù)為 38 塊 .:氣液負(fù)荷計(jì)算： 精餾段的氣液體積流率： 由精餾段的氣液負(fù)荷： V=， L=：13 6. 5 49 .8 4 31. 03 27 /36 00 36 00 1. 8311 3. 75 51 .3 9 30. 00 21 94 /36 00 36 00 74 0. 25V MVmV m ssvmL MLmL m ssLm???????? ? ?? 提餾段的氣液體積流率 ： 由提餾段的氣液負(fù)荷 13 5. 5 56 .3 0 31. 02 87 /36 00 36 00 2. 0621 2. 75 58 .0 1 30. 00 46 81 /36 00 36 00 73 2. 39V MVmV m ssvmL MLmL m ssLm????? ? ? ????? ? ? ?? 1 1 3 . 7 5 0 . 9 9 1 0 0 2 1 2 . 7 5L L q F? ? ? ? ? ? ?其 中 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 16 第二章 熱量衡算 表 21 不同溫度下乙醇 — 丙醇的比熱容 60oC 80oC 100oC 乙醇 kJ/kmol? k 6 丙醇 kJ/kmol? k 表 22 不同溫度下乙醇 — 丙醇的汽化熱 60oC 80oC 100oC 乙醇（ kJ/kg） 7 丙醇（ kJ/kg） 0 塔頂溫度 Dt 下的比熱容 ?????oDDt = Cx = ?? ????? ???popopwpw80 60 80 78 .6 6乙 醇 ： = ? C = 13 7. 69 kJ / (k mo l k)13 8. 46 12 6. 96 13 8. 46 C80 60 80 78 .6 6丙 醇 ： = ? C = 17 2. 60 kJ / (k mo l k)17 3. 4 16 1. 4 17 3. 4 C ?p D D P W DpOC = C x + C ( 1 x ) = 1 3 7 . 6 9 * 0 . 9 8 + 1 7 2 . 6 * ( 1 0 . 9 8 ) = 1 3 8 . 3 9 k J / ( k m o l k ) 進(jìn)料溫度 Ft 下的比熱容 ? ???????? ???poo poFF pwpw1 0 0 8 0 1 0 0 8 9 . 6 7乙 醇 ： = ? C = 1 4 4 . 6 9 k J / ( k m o l k )1 5 1 . 3 4 1 3 8 . 4 6 1 5 1 . 3 4 Ct = 8 9 . 6 7 C? 1 0 0 8 0 1 0 0 8 9 . 6 7x = 0 . 2 5丙 醇 ： = ? C = 1 5 8 . 4 7 k J / ( k m o l k )1 5 9 . 6 1 7 3 . 4 1 5 1 . 3 4 C吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 17 ?p o p wp F F FC = C x + C ( 1 x ) = 1 4 4 . 6 9 * 0 . 2 5 + 1 5 8 . 4 7 * ( 1 0 . 2 5 ) = / (kmol k) 塔底溫度 Wt 下的比熱容 ? ???????? ???poo poWW pwpw1 0 0 8 0 1 0 0 9 6 . 2 4乙 醇 ： = ? C = 1 4 8 . 9 2 k J / ( k m o l k )1 5 1 . 3 4 1 3 8 . 4 6 1 5 1 . 3 4 Ct = 9 6 . 2 4 C? 1 0 0 8 0 1 0 0 9 6 . 2 4x = 0 . 0 3 5丙 醇 ： = ? C = 1 6 2 . 1 9 k J / ( k m o l k )1 5 9 . 6 1 7 3 . 4 1 5 9 . 6 C ( 1 ) 1 4 8 . 9 2 * 0 . 0 3 5 1 6 2 . 1 9 * ( 1 0 . 0 3 5 ) 1 6 1 . 7 3 / ( )p w p o w p w wC C x C x k J k m o l k? ? ? ? ? ? ? ? 塔頂溫度 Dt 下的氣化潛熱 ???????? ???? ??? ???? ??8 0 6 0 8 0 7 8 . 6 6乙 醇 ： = 8 4 0 . 8 5 / 8 3 8 . 0 5 8 7 9 . 7 7 8 3 4 . 0 58 0 6 0 8 0 7 8 . 6 丙 醇 ： = 7 2 7 . 5 0 /7 2 5 . 3 4 7 5 7 . 6 0 7 2 5 . 3 4r k J k go otC roDx r k J k gD wr w ? ? ? ? ? ? ?( 1 ) 8 4 0 . 8 5 * 0 . 9 8 7 2 7 . 5( 1 0 . 9 8 ) 8 3 8 . 5 8 /r r x r x k J k gwo DD ： ． 0oC 時(shí)塔頂上升的熱量 VQ ，塔頂以 0oC 為基準(zhǔn)。各項(xiàng)計(jì)算如下： 1) 溢流堰長 wl == = 2) 出口堰高 hw =hl how 式中 ： hl —— 板上液層高，取 how —— 板上方液頭高度 選用平行堰，則堰上液頭高度可由下式計(jì)算： 3/2 ????????? whow lLEh / 0 .7 8 / 1 .2 0 .6 52 .5/ 1 4 .7 0LDwLLwh??? 式中溢流收縮系數(shù) E 可近似取 對于精餾段： 22 . 8 4 3 6 0 0 0 . 0 0 2 1 9 4 31 . 0 2 5 ( ) 0 . 0 1 3 61 0 0 0 0 . 7 8hmow ?? ? ? ? 所以出口堰高： hw == 對于提餾段： 22 . 8 4 3 6 0 0 0 . 0 0 4 6 8 1 31 . 0 2 5 ( ) 0 . 0 2 31 0 0 0 0 . 7 8ow ?? ? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 22 出口堰高： hw == ? [6]32圖 弓形降液管的參數(shù) 3) 降液管的寬度 Wd與降液管的面積 Af 由 ?Dlw 查化工原理教材下冊 P127 圖 1040 得 Wd/D=， Af/AT= 故 Wd= = Af= = 4) 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積 ,即 7 360 0 3600AH Tf ssLs?? ??? ? ? ?? 故降液管設(shè)計(jì)符合要求。0 ? ，則降液管底隙高度 h0 可依下式計(jì)算： 對于精餾段： 0 . 0 0 2 1 9 4 3 6 0 00 0 . 0 3 13 6 0 0 0 3 6 0 0 0 . 7 8 0 . 0 9Lhh lw u ?? ? ?? ? ? 故有 2 40 0 . 0 4 6 0 . 0 3 1 0 . 0 1 5 0 . 0 1 1 2b b a ch w h m m a? ? ?? ? ? ? ? 對于提 餾段： 0 . 0 0 4 6 8 1 3 6 0 00 0 . 0 6 73 6 0 0 0 . 7 8 0 . 0 9hm?? ???? 所以可知降液底隙高度設(shè)計(jì)合乎要求，且選用凹形受液盤深度為 100mm。 07 * 83 8460A υ Ama 氣體通過篩孔的氣速： ? ? ? ??????? ? ???? 餾 段 氣 體 通 過 篩 孔 的 氣 速 ： 1 3 . 0 6 /0 39。39。 0V Su m sAV Su m sA 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 24 第四章 篩板塔的流體力學(xué)驗(yàn)證 ：塔板壓降 氣象通過篩板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?1h h h hcp ?? ? ? （ 1）干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hc 依 d/σ = 5/3 =，查平篩孔的流量系數(shù)表知 ? ，根 uoVhcC o L?????? ?????? ??? 則：精餾段 2h 0 . 0 5 1 * ( 1 3 . 0 6 / 0 . 8 4 ) * ( 1 . 8 3 / 7 4 0 . 2 5 ) 0 . 0 2 2 9c m?? 提餾段： 39。32 ( 4 1 8 . 0 0 1 0 ) / ( 7 3 2 . 3 9 9 . 8 0 . 0 0 5 ) 0 . 0 0 2 0 120L g d?? ? ?? ? ? ? ? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 25 故： 0 . 0 3 0 5 0 . 0 7 7 2 0 . 0 0 2 0 2 0 . 0 6 9 7139。 39。