板式精馏塔的设计
4.3.1精馏段计算
精馏段平均液相组成：
80.7?81.580.87?81.5 ?39.65?32.73x1?32.73解得x1?41.64%
精馏段平均气相组成：
81.5?80.781.5?80.47? 59.26?61.2259.26?y1
解得y1?61.78%
)?29.70kg/kmol 所以ML1?46.07?0.4164?18.016?(1?0.4164)?35.35kg/kmo l MV1?46.07?0.6178?18.016?(1?0.61784.3.2提馏段计算
提馏段平均液相组成：
??95.5?89.095.5?91.205? 1.90?7.211.90?x2
解得
x2?5.402%
提馏段平均气相组成：
95.5?89.095.5?91.205? 17.00?38.9117.00?y2
解得
y2?31.48%
?)?19.53kg/kmol 所以ML2?46.07?0.05402?18.016?(1?0.05402
MV2?46.07?0.3148?18.016?(1?0.3148)?26.85kg/kmo l?由《化学化工物性数据手册 无机卷》第3页查得水的密度随温度的组成 由《石油化工基础数据手册》第495页查的乙醇密度对温度的组成
表2 不同温度下乙醇和水的密度 温度/ ℃ 80 85 95 乙醇密/kg/m3 735 730 724 ?水密度/kg/m3 971.8 968.6 965.3 温度/ ℃ 95 100 乙醇密度/kg/m3 水密度/kg/m3 720 716 961.85 958.4 在精馏段对应的温度t1?80.47℃时，由内插法
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板式精馏塔的设计
85?8080.47?80? 730?735?乙醇-735
解得?乙醇?734.53kg/m
3
85?8080.47?80?968.6?971.8?水-971.8
解得
?水?971.5kg/m3
在提馏段对应的温度t2?91.205℃时，由内插法
95?9091.205?90?720?724?乙醇?724
3??723.036kg/m解得乙醇
95?9091.205?90?961.85?965.3?水-965.3
3??964.47kg/m解得水
精馏段
0.4164?46.07aA??0.6460 0.4164?46.07?(1?0.4164)?18.01610.4164?46.07?3?L1?0.4164?46.07?(1?0.4164)?18.016??1?0.6460734.53971.50
解得?L1?803.86kg/m
?V1?
35.35?273.15?1.22kg/m322.4?(273.15?80.47)
提馏段：
aA2?0.05402?46.07?0.1274 0.05402?46.07?(1?0.05402)?18.016-7错误！未指定书签。错误！未指定书签。-
板式精馏塔的设计
1?L2?0.12741?0.1274?723.036964.47
3??844.14kg/m解得L2
?V2?26.85?273.15?0.9259 22.4?(273.15?80.47)4.4混合液体表面张力
由《石油化工基础数据手册》第93页
二元有机物-水溶液表面张力计算公式： ?14??SW?14??SO?04
1其中：?SW??SO?1；
??q?sw A?log??； ?so????q?w B?log??o?； ?? Q?0.441?T??q?0V023q??wVw3；
2? A?B?Q； ?w?xw?VwVw?x0?V0??xw?；
?0?x0V0；
Vw?x0V0??xw?各个符号的定义为：下标w、o、S分别直水，有机物及表面部分;xw、x0指主体部分的分子分率；Vw、Vo指主体部分的摩尔体积；?w、?0为纯水及有机物表面的张力。对于乙醇，q为2。
由《化学化工物性数据手册（有机卷）》第580页得
表3 液体表面张力 温度/℃ 乙醇表面张力/10-2N/m 水表面张力/10-2N/m 70 18 64.3
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80 17.15 62.6 90 16.2 60.7 100 15.2 58.8 板式精馏塔的设计
4.4.1精馏段的计算 精馏段温度为80.47℃
VW1?Vo1?mW1?W1mo1?18.016?1000?18.54cm3/mol 971.50?o1?46.07?62.72cm3/mol
734.53乙醇的表面张力：
16.2?17.15?乙醇1-17.15? 90?8080.47-80
解得?乙醇1?17.105
60.7?62.6?水1-62.6?90?8080.47-80水的表面张力：
解得?水1
?62.51
22???wxV?(1?xo)Vx?1ww???o1xoVo(xwVw?xoVo)xoVo(xwVw?xoVo)???1?0.4164??18.54?0.4164?62.72???1?0.4164??18.15?0.4164?62.72?
?0.1212??w????log(0.121B1?log?)??0.9172? ??o?2??2???oVo3q3Q1?0.441?????wVw?T?q???2??2?17.105?62.723?23?0.441????62.51?18.54?273.15?80.47?2?
????0.755A?B?Q??0.9172?0.755??1.6722
???q??A?log?sw??联立方程?so? （注：运用LINGO软件直接求解） ??????1SO?SW-9错误！未指定书签。错误！未指定书签。-
板式精馏塔的设计
解得
?sw?so14m?0.1356?0.8644
14w14o14???sw???so?14?0.1356??62.51??0.8644??17.105??2.139所以?m?20.93
4.4.2提馏段的计算
(计算方法和精馏段的一致，此过程中计算过程忽略) 提馏段的温度为91.205℃
Vw2?18.68cm3/mol
Vo2?63.72cm3/mol
乙醇表面张力：?乙醇2?16.08
水的表面张力：?水2?60.47B2?0.633Q2?1.341A2?1.974
?'??'q?swA?log'???so?联立方程??? （注：运用LINGO软件直接求解）
??'??'?1SO?SW
?sw2?0.9896解得?
so2?0.0104?m2?59.76
4.5操作压力的计算
单板压降0.7kPa；
塔顶操作压力PD=101.3kPa；
4.6混合物得黏度
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