分子数，vw，vo指主体部分的摩尔体积；?w，?o指纯水及有机物的表面张力。对乙醇，q=2.
3.8.1 精馏段：t1=81.7°C
表3-3 不同温度下乙醇和水的表面张力
温度/°C 乙醇表面张力/mN/m 水表面张力/mN/m
22式中下脚标w，o，s分别代表水，有机物及表面部分，xw，xo指主体部分的
70 18 64.8
80 17.15 62.6
90 16.2 60.7
100 15.2 58.8
vw?mw/?水?18.02/970.71?18.56 cm3/mol
vo?m0/?乙醇?46.07/733.30?62.83 cm3/mol
乙醇表面张力：
90?9816.2?17.15 ?乙醇=16.989 mpa.s ?90?81.7016.2??乙醇水表面张力：
90?9890?81.70 ?水=62.277 mpa.s ?60.7?62.660.7??水22（1-xo）?18.56??w（xwvw）???=0.259
?oxov（xv+xv）xv（xv+xv）owwoooowwoo2B?lg(?w/?)?lg0.259??0.587
2/32/3???0.441?q/T???v/q??vww?=?oo?0.441?22/32/3???16.989?62.83/2?62.277?18.56=-0.751 ??81.7?273.15A?B?Q=-0.587-0.751=-1.338
联立方程组：求得?sm?0.193 ?so?0.870
1/4?m?0.193?62.2771/4?0.807?16.9891/4 ?m?22.61 10?2N/m2
3.8.2 提馏段：t2=92.57°C
vw?mw/?水?18.02/963.52?18.70 cm\”3/mol
”3v\?m/??46.07/721.94?63.81cm/mol oo乙醇100?90100?92.57”??乙醇表面张力： ”乙醇=15.943 mpa.s 15.2?16.215.2??乙醇水表面张力：
100?90100?92.57”?? ”水=60.21 mpa.s 58.8?60.715.2??水222?w（xwv”（0.9571?18.70）w） ??””?oxov（xv+xv）0.0429?63.81?（0.0429?63.81+0.9571?18.70）owwoo =5.67
2”lg??w/?o??lg5.71=0.757 x”o=0.0429 xw=0.9571 B=
2/3??0.441?q/T???ovo/q-?wv2/3w?=-0.716
2A?B?Q=-0.716+0.757=0.041 A=lg??sw/?so? ?so??sw?1
?sw=0.634 ?so=0.366 故，?m?38.90 10?2N/m2
3.9 全塔效率及实际塔板数
理论塔板数的计算，可采用逐板计算法，图解法，在本次设计中采用图解法。 根据1.01325×105pa下，乙醇-水的气液平衡组成关系可绘出平衡曲线即x-y曲线图，泡点进料，所以q=1.即q为一条直线，本平衡具有下凹部分，操作线尚未落到平衡线前，已与平衡线相切，xq=0.7791，yq=0.8042，所以Rmin=2.223，操作回流比R=3.336.
已知：精馏段操作线方程为：y?xRx?D=0.7695x+0.257 R?1R?1 提馏段操作线方程为：y=1.52659x+1.0248?10?4
在图上做操作线，由此得到理论板NT=26.7（包括再沸器），加料板在23块理论板。塔板效率与塔板结构、操作条件、物质的物理性质及流体力学性质有关，它反映了实际塔板上传质过程进行的程度。板效率可用公式Er?0.49(??L)?0.245来计算。
注：?——塔顶与塔板平均温度下的相对挥发度。 ?L——塔顶与塔底平均温度下的液相粘度 mpa.s
3.9.1 精馏段
已知?=3.11，,?L1?0.3628
所以：ET?0.49?(3.11?0.3628)?0.245?0.476
NP精?NT/ET?22/0.476?46.2,故NP精=47 块
3.9.2 提馏段
已知?”?8.20 ?L2?0.3104
\ET?0.49?(8.20?0.3140)?0.245?0.390
NP提?N\T/E\T?4.7?1/0.390?9.49, 故NP提?10 块 全塔所需实际塔板数；NP=10+47=57 块
全塔效率：ET?NT/NP?(26.7?1)/57?45.09% 加料板位置在第48块塔板.
四、工艺计算及主体设备的设计
4.1 管径的初步设计
图4-1 SMITH 关联图
4.1.1精馏段：
（安全系数）??max ，安全系数=0.6—0.8，?max?c 由??式中，c可由史密斯关联图得：横坐标数值：
?L??V ?VLs1??L1????
Vs1??v1?1/23.27?10?3?827.31?????3.84?1.18?1/2?0.023
取板间距 HT?0.45 hL=0.07m 则HT?hL?0.38 m 查图可知c20???0.076 c?c20????20?0.2?0.078
?max?0.078??827.31?1.18?/1.18?2.064
4?3.84?1.72 圆整为1.8
3.14?1.6512 ?1?0.8?max?1.6512 m/s D1?4Vs1/??1?米
横截面积：AT??4''?1.82?2.54 m2 空塔气速：?1?3.84/2.54?1.51 m/s
4.1.2 提馏段：
Ls2??L2??? 横坐标数值：?Vs2??V1?1/26.33?10?3?931.49?????3.960?0.852?''1/2?0.053
'' 取板间距 HT?0.45 hL=0.07m 则HT''''?hL?0.38 m
查图可知：c20??\??0.076 c?c20???20?0.2?0.087
?max?0.087??931.49?0.852?/0.852?2.87 m/s
4?3.90?1.601 圆整为1.8m
3.14?1.967''?2?0.7?max?1.976 m/s D2?4Vs2/??2?''横截面积AT??4''?1.82?2.54 m2 空塔气速：?2?3.96/2.54?1.56 m/s
4.2 溢流装置
4.2.1 堰长 lW：
取lW=0.65D=0.65×1.8=1.17 m
2.84?LA?E??；近似取E=1 出口堰高，本设计采用平直堰，堰上液高度how?1000?lW? 4.2.1.1 精馏段；
2.84?LA?2.84?LA?2.843600?3.27?10?32/3E??= how?E???()?0.0132 m 1000?lW?1000?lW?10001.17 hw?hL?how?0.07?0.0132?0.0568 m
4.2.1.2 提馏段： h''ow2.843600?6.33?10?32/3?=()?0.0206 m
10001.17''\'' hw?hL?how?0.07?0.0206?0.0494 m