武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书
y12=7.88×10-3 x12=1.64×10-3<0.002818
当x6?xq后，改用相平衡方程与提馏段操作方程yn?1?1.927xn?12.614?10?3计算.如此反复得
可得到进料板位置 NF=6
总理论板数 NT=12 <包括再沸器>
3.2.5实际板层数的求取
5=8.3≈9 0.66提馏段实际板层数：N提=≈10（不包括再沸器）
0.6精馏段实际板层数：N精=
3.3精馏塔工艺条件及有关物性数据的计算
3.3.1操作压力计算
塔顶操作压力 PD?101.?3?4每层塔板压力降 ?P=0.7KPa
PF=105.3+0.7×9=111.6KPa 进料板压力 105. 3KPa塔底压力 Pw?PF?0.7?10?118.6KPa
105.3+111.6=108.45KPa 2111.6+120 Pm?=提馏段平均压力 =115.1KPa
2Pm=精馏段平均压力 3.3.2 操作温度计算（内插法得）
根据甲醇-水的气-液平衡组成表，再通过内插法得： 塔顶温度
tD=64.79℃
进料板温度 tF=78.3℃ 塔釜温度 tW=99.6℃
tD+tF64.79+78.3==71.54℃ 精馏段平均温度 tm=22
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提馏段平均温度 tm′=
tF+tW78.3+99.6==88.95℃ 223.3.3平均摩尔质量的计算
塔顶平均摩尔质量计算
由xD=y1=0.9947 通过相平衡方程求得 x1=0.9749
MVDM?y1M甲+（1-y1）M水=0.9947?32.04??1?0.9947??18.02?31.97kg/kmol MLDM?x1M甲+（1-x1）M水=0.9749?32.04??1?0.9749??18.02?31.69 kg/kmol 进料板平均摩尔质量计算
通过逐板计算得进料板yF=0.5603，再通过相平衡方程得XF=0.2087
MVFM?yFM甲+（1-yF）M水?0.5603?32.04?（1?0.5603）?18.02?25.87kg/kmol MLFM?xFM甲+（1-xF）M水?0.2087?32.04?（1?0.2087?18.02）?20.95kg/kmol 塔釜平均摩尔质量的计算
由xw=0.002818 查平衡曲线得 yw=0.01346
MVFM?yFM甲+（1-yF）M水=0.01346?32.04?（1?0.01346）?18.02?18.21kg/kmolMLFM?xFM甲+（1-xF）M水=0.002818?32.04?（1?0.002818）?18.02?18.06kg/kmol精馏段平均摩尔质量
(MVDM+MVFM)31.97+25.87==28.92kg/kmol
22(MLDM+MLFM)31.69+20.95==26.32kg/kmol MLM=
22
MVM=
提馏段平均摩尔质量
MVM?=
(MVDM+MVFM)25.87+18.21==22.04kg/kmol
22(M+MLWM)20.95+18.06==19.50kg/kmol MLM?=LFM223.3.4 平均密度计算
（1）气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算 即
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精馏段 ?VM=
PmMvm108.45?28.92==1.094kg/m3? RTm8.314?(71.54+273.15)Pm?Mvm?115.1?22.043 ?==0.8427kg/m?提馏段VM= RTm?8.314?(88.95+273.15)（2）液相平均密度计算
表3-3不同温度下甲醇-水的物理性质
温度0C
50 760 988.1
60 751 983.2 0.350 0.479 18.76 66.2
70 743 977.8 0.362 0.414 17.82 64.3
80 734 971.8 0.277 0.362 16.91 62.6
90 725 965.3 0.251 0.321 15.82 60.7
100 716 958.4 0.225 0.288 14.89 58.8
?甲醇
??水
甲醇
??水
甲醇
?水
液相平均密度按下式计算 即
??i1 =?Lm?i塔顶液相平均密度的计算 由tD=64.79℃ 查表3-3，由内插法得
?甲=747.168kg/m3? ?水=980.613kg/m3?
?LDM=
1?D?W+?甲?水=10.9970.003+746.168980.613=747.7kg/m3?
进料板液相平均密度计算 由tF=78.3℃ 查表3-3，由内插法得
?甲=753.53kg/m3? ?水=972.82kg/m3
进料板液相的质量分率
aA=xFM甲0.2087?32.04==0.3192
xFM甲+(1-XF)M水0.2087?32.04+0.7913?18.02
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?LFM?11==881.9kg/m3?
?A1-?A0.31920.6808++?甲?水735.53972.82提馏段液相平均密度计算 由tw=99.6℃ 查表3-3，由内插法得
?甲=716.36kg/m3 ?=958.176kg/m3?
水?LWM?11==957.06kg/m3?
ωw1-ωw0.0050.995++?甲?水716.36958.676??LFM747.7?881.91=?814.8kg/m3? 22???LWM881.91+957.06??919.48kg/m3? 提馏段液相平均密度 ?LM??LFM22精馏段液相平均密度为 ?LM=?LDM3.3.5液体平均表面张力的计算
液相平均表面张力依下式计算 即δLM=?xiδi
塔顶液相平均表面张力的计算 由tD?64.790C查表3-3，由内插法得
?甲?18.31mN/m ?水?65.29mN/m
?LDM?xD?甲?（1?XD）?水=0.9947?18.31?0.0053?65.29?18.56mN/m 进料板液相平均表面张力的计算 由tF?78.30C查表3-3，由内插法得
?甲?17.0647mN/m ?水?62.889mN/m
?LFM?xF?甲?（1?xF）?水?0.2087?17.0647?0.7913?62.889?53.32mN/m 塔釜液相平均表面张力的计算 由tw?99.60C查表3-3，由内插法得
?甲?14.93mN/m ?水?58.9mN/m
δLWM?xwδ甲??1?xw?δ水?0.002818?14.93?（1?0.2087）?62.889?53.32mN/m
?LDM??LFM18.56?53.32??35.94mN/m 22???LWM53.32?58.78??56.05mN/m 提馏段液相平均表面张力为 δLM??LFM22精馏段液相平均表面张力为 δLM=3.3.6液体平均粘度计算
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液相平均粘度以下式计算，即?LM??xi?i
塔顶液相平均粘度计算 由tD?64.790C查表3-3，由内插法得
pa?甲?0.3289mpa.s ?水?0.4479m
?LDM?xDlg?甲?（1?xD）lg?水?0.9947lg（0.3289）?（1?0.9947）lg（0.4479）?-0.4825pa ?LDM?0.3292m
进料板液相平均粘度计算 由tF?78.30C查表3-3，由内插法得
?甲?0.28193mpa.s ?水?0.37084ms plg?LFM?xFlg?甲?（1?xF）lg?水?0.2087lg?0.28193???1?0.2087?lg?0.37084??-0.4557 ?LFM?0.35mp a.塔釜液相平均粘度计算 由tw?99.60C查表3-3，由内插法得
?甲?0.226mpa.s ?水?0.289mpa.s
?LWM?xwlg?甲??1?x甲?lg?水?0.002818lg?0.226???1?0.002818?lg?0.289???0.5394 ?LWM?0.2888mpa.s
精馏段液相平均黏度为: ?LM=?LDM??LFM2???LWM提馏段液相平均黏度为: ?LM?=LFM2?0.3292?0.35?0.3397mpa.s
20.2888?0.35??0.3194mpa.s
23.4精馏塔的塔体工艺尺寸的计算
3.4.1塔径的计算
精馏段的气液相体积流率为
Vs=VMvm90.66?28.92==0.6657m3/s
3600?vm3600?1.094Ls=LMLM59.18?26.32==0.000531m3/s
3600?LM3600?814.8提馏段的气液相体积流率为
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