所以ML2?46*0.1328?18*(1?0.1328)?21.72kg/mol
MV2?46*0.3860?18*(1?0.3868)?38.60kg/mol
由不同温度下乙醇和丙醇的密度,内差法求tF tD tW下的乙醇和水的密度 温度T,℃ 70 754.2 759.6 80 742.3 748.7 90 730.1 737.5 100 717.4 726.1 110 704.3 714.2 ?a,KG/M3 ?B,KG/M3 tF=70.85℃ ?CF?746.98 ?wF?952.66
1?0.481?0.48? ?F?841.45
946.98952.66?FtD=78.28℃ ?CD?738.06 ?WD?973.04
1?0.921?0.92? ?D?752.60
738.06973.04?DtW=99.97℃ ?CW?712.04 ?wW?958.72
1?0.0031?0.003? ?W?958.62
712.04958.72?W所以?L1?841.45?752.60?797.02
22?F??W841.45?958.62?L2???900.04
22??F??DMLD?xD*46?(1?xD)*18?40.91kg/mol MLF?xF*46?(1?xF)*18?25.43kg/mol MLW?xW*46?(1?xW)*18?18.00kg/mol
ML1?MLD?MLF40.91?25.43??33.17kg/mol 22MLw?MLF18.00?25.43??21.72kg/mol 22ML2?MvD?yD*46?(1?yD)*18?41.46kg/mol
4
MvF?yF*46?(1?yF)*18?39.59kg/mol MvW?yW*46?(1?yW)*18?18.03kg/mol
Mv1?MvD?MvF41.46?39.59??40.53kg/mol 22Mvw?MvF18.03?39.59??28.81kg/mol 22Mv2?3．混合液体表面张力
46mC?46?64.60ml?62.33ml VCW?? CW738.06712.04mC?46?61.58mlVWF?mW?18?18.89mlVCF?? CF?WF746.98952.66mW?18?18.50mlVWW?mW?18?18.78mlVWD?? WD?WW958.72973.04由内差法求得在tF tD tW下的乙醇和水的表面张力
mC?VCD??CD 乙醇表面张力 σCF=18.02mN/m σCD=17.30mN/m σCW=15.20mN/m
水表面张力 σwF=64.34mN/m σwD=62.89mN/m σwW=58.81mN/m 塔顶表面张力 4?D?0.1818*462.89?0.8182*417.30 σD=22.61mN/m 原料表面张力 4?F?0.7346*463.34?0.2654*418.02 σF=47.06mN/m 塔底表面张力 4?w?0.9998*458.81?0.00012*415.20 σw=58.80mN/m (1)精馏段的平均表面张力 σ1=(22.61+47.06)/2=34.84mN/m (2)提馏段的平均表面张力：σ2=（58.80+47.06）/2=52.93mN/m
4．混合物的粘度
t1=74.57℃ 查表，得μ水=0.382mpa·s, μ醇=0.493mpa·s t2=85.41℃ 查表，得μ水=0.334mpa·s, μ醇=0.429mpa·s (1)精馏段粘度：
μ1=μ醇x1+μ水(1-x1)=0.493*0.5418+0.382*(1-0.5418)=0.4421 mpa·s (1)提留段粘度:
μ2=μ醇x2+μ水(1-x2)=0.429*0.1328+0.334*(1-0.1328)=0.3466 mpa·s
5
5.相对挥发度
0.771由 xF=26.54% yF=77.1% 得aF?0.2654?9.32
1?0.7711?0.26540.8379由 xD=81.82% yD=83.79% 得aF?0.8182?1.15
1?0.83791?0.81820.0011由 xW=0.012% yw=0.11% 得aF?0.00012?9.18
1?0.00111?0.00012(1)精馏段的平均相对挥发度 提留段的平均相对挥发度
6.气液相体积流量计算
（1）精馏段 质量流量：L1?ML1L?33.17*0.0093?0.308kg/s V1?MV1L?40.53*0.0147?0.596kg/s
体积流量：LS1?L1?0.308?0.000387m3/s
797.020.596?0.419m3/s 1.421?L1 VS1?V1??V1（2）提留段 质量流量：L2?ML2L??21.72*0.026?0.56kg/s
V2?MV2V??28.81*0.0093?0.268kg/s
体积流量：LS2?L2?0.56?0.000622m3/s
900.04V2?0.268?0.2669m3/s塔板的计算 0.996?L2u1?0.7umax?0.7*1.87?1.31m/s VS2??V2三、理论塔板数的计算
绘出乙醇—水的气液平衡组成，即X-Y曲线图，作进料线，与平衡线的交点
6
坐标为xq=0.2654 yq=0.54
x?y0.8182?0.54最小回流比为Rqmin?Dyx?0.2654?1.013 q?q0.54?取操作回流比R=1.7Rmin=1.722
精馏段 L=RD=1.722*0.0054=0.0093kmol/s V=(R+1)D=2.722*0.0054=0.0147kmol/s 提留段 因本设计为饱和液体进料，所以q=1 L??L?qF?0.0093?0.0167?0.026kmol/s
V??V?(q?1)F?V?0.0093kmol/s 则精馏段操作线方程为y=
RxDR?1x?R?1=0.63X+30.06 提馏段操作线方程为y?L?V?x?WV?xw?1.76x?0.00009 采用图解法求得理论板层数NT=20,加料板为第17块理论板
（1） 精馏段 已知a=5.23 μL1=0.4421 mpa·s
所以ET?0.490.245a?L?0.49*0.2455.23*0.4421?0.40
NP精?NT16E??40块 T0.4（2） 提留段 已知a=9.25 μL2=0.3466 mpa·s
所以ET?0.490.245a?L?0.49*0.2459.25*0.3466?0.37
NTP提?NE?3?10.37?5块 T全塔所需实际塔板数：NP?NP精?NP提?40?5?45块
全塔效率：ET?NTN*100%?20?1*100%?42.2% P45四、塔径的初步计算
1.精馏段
由u=(安全系数)*Umax,安全系数=0.6—0.8，Umax=c?L??V?V 横坐标数值：
LS1V*?L1??0.000387*797.02?0.0219 S1V10.4191.421 7
取板间距：Ht=0.40m , hL=0.06m .则Ht- hL=0.34m
查图可知
C20=0.071 ,C?C120(?20)0.2?0.071*（34.8420）0.5?0.079umax?0.079*797.02?1.4211.421?1.87m/s
取安全系数为0.7 ，则空塔气速u1?0.7umax?0.7*1.87?1.31m/s
D1?4VS1??u?4?0.419?1.31?0.64m 1?按标准塔径圆整后为D2=0.8m
塔截面积为A?2T?4D2?0.785*0.8?0.502m2 实际空塔气速为u?Vs10.419A??0.83ms T0.502
2.提留段
121 横坐标数值：LS2??L2??0.000622?900.04?2V??S2??V2?0.269??0.996???0.070
取板间距：Ht=0.40m , hL=0.06m .则Ht- hL=0.34m 查图可知
C?220=0.072 ,C?C20()0.220?0.072*（52.9320）0.2?0.087umax?0.087*900.04?0.9960.996?1.83m/s
D4VS22???u?4?0.269?0.43 2??1.83按标准塔径圆整后为D2=0.8m
塔截面积为A?T?4D2?0.502m2 实际空塔气速为u??0.2690.502?0.53ms 五、溢流装置 1.堰长
lW
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