北京理工大学珠海学院2011届本科生毕业设计
2.5.6最小理论塔板数确定
Nmin=lg[(xD/(1-xD)) ×((1-xW)/xW)]/lgα-1=11.37 2.5.7全塔理论塔板数
利用简捷法计算理论塔板数 ① 全回流时理论板层数
Nmin=lg[(xD/(1-xD)) ×((1-xW)/xW)]/lgα-1=11.37 则 (R-Rmin)/(R+1)=(26-16.86)/(26+1)=0.3385 由化工原理P37吉利兰图 查得 (N-Nmin)/N+2=0.38 得N=19.56
② 精馏段理论板层数
Nmin=lg[(xD/(1-xD)) ×((1-xF)/xF)]/lgα-1=5.5 横坐标
R?Rmin?0.3385不变，则纵坐标读数也不变 R?1N1?Nmin?0.38 N1=10.09
N1?2 既
即精馏段理论板数为10.09.，提馏段理论板数为9.91
2.5.8实际塔板数和进料位置
①板效率
ET?0.49(α μL)?0.245
查《石油化工基础数据手册》 以进料为计算基准，得表2-6
表2-6 粘度数据表
醋酸 0.9524 0.39mPa·s H2O 0.0504 0.208 mPa·s xi?Li
?L=∑xi?Li=0.9521×0.39+0.0504×0.208=0.3818 mPa·s
ET?0.49(α μL)?0.245= 0.49×(1.8155×0.3818)-0.245=0.54
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②塔内实际板数
NP=NT/ET=19.56/0.54=36.22
取实际板层数为37块(不包括再沸器) 精馏段和提馏段实际板数的确定 NP精=NT精/ET=10.09/0.54=18.69
取实际精馏段塔板数为19块，提馏段实际板数为18块，进料板的位置为由下往上数的第十九块板
2.6精馏塔T102的物料衡算
已知数据：（1）进料流量F=2556.61kg/h （2）进料醋酸含量98%，
釜残液醋酸含量10%，成品醋酸含量99. 8% 列衡算式： F?W?L
F?0.98?W?0.998?L?0.1 得： W=2281.86kg/h L=274.75kg/h
2.7 醋酸回收塔物料衡算
已知数据：（1）进料流量F=92.65+274.75=367.4kg/h
（2）经回收后得到粗醋酸含量65%以上（按65%计算） （3）从精馏塔出来的醋酸含量20%，副产物中含5%的醋酸
列衡算式： F=X+Y
F×0. 2=0. 05X+0. 65Y
得： X=236.19kg/h Y=131.21kg/h
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2-3醋酸回收塔进出物料图
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图
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3 精馏塔主要尺寸计算
3.1精馏塔T101设备计算 3.1.1操作压强
常压精馏：P=101.3kpa
3.1.2操作温度
进料温度：TF=116.5℃ 塔温 塔顶温度：TD=103.725℃ 塔釜温度：TW=117.85℃ 故精馏平均操作温度
Tm=(116.5+103.725)/2=110.113℃ 提镏段平均操作温度 Tn=(116.5+117.85)/2=117.175℃
3.1.3平均分子量
塔顶平均分子量： y1=XD=0.7194 α=1.8155 由y=αX/1+(α-1)X得， X1=0.5854
气相平均分子量 MvD=0.7194×18+ (1-0.7194) ×60=29.79kg/kmol 液相平均分子量 MLD=0.5854×18+(1-0.5854) ×60=35.41kg/kmol 进料板平均分子量： XF=0.0504 则yF=0.0879
气相平均分子量 MVF=0.0879×18+(1-0.0879) ×60=56.31kg/kmol 液相平均分子量 MLF=0.0504×18+(1-0.0504) ×60=57.88kg/kmol 塔釜平均分子量： XW=0.0016 yW=0.0029
气相平均分子量MVW=0.0029×18+(1-0.0029) ×60=59.88kg/kmol 液相平均分子量MLW=0.0016×18+(1-0.0016) ×60=59.93kg/mol 精馏段平均分子量
气相平均分子量：MVM=(29.79+56.31)/2=43.05 kg/mol 液相平均分子量：MLM=(35.41+57.88)/2=46.65 kg/mol 提馏段平均分子量
气相平均分子量：MVN=(56.31+59.88)/2=58.095kg/kmol
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液相平均分子量：MLN=(57.88+59.93)/2=58.91kg/kmol
3.1.4平均密度（参考《化工原理上册附录图7》）?7?
表3-1 密度数据表
温度/℃ 100 105 110 115 120 醋酸/ kg/m 959.5 952.5 944.5 939.5 930.5 3?7?
H2O/ kg/m 958.36 954.5 951.0 946.5 943.1 3经插值计算得
表3-2 插值计算后密度数据表 温度/℃ 塔顶103.725 进料116.5 塔釜117.85 醋酸/ kg/m 954.285 936.8 934.37 33H2O/ kg/m 955.48 945.48 944.56
已知各组分在液相、气相所占的比例，根据表2-2气-液平衡关系，用插值法得，表3-3所示。
表3-3
液相 进 质量分数 料 摩尔分数 塔 质量分数 顶 摩尔分数 塔 质量分数 釜 摩尔分数 0.968 0.9496 0.6576 0.4146 0.9995 0.9984 醋酸 气相 0.1886 0.0652 0.8069 0.5562 0.0332 0.0102 液相 0.0154 0.0504 0.3423 0.7194 0.0005 0.0016 H2O 气相 0.8114 0.9348 0.1931 0.4438 0.9668 0.9898
(1) 塔顶密度的计算
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