则?av=0.4*0.3790+0.6*0.3245=0.3463mPaS
(lg??av)2=0.594 带入回归方程E1=0.563-0.276lglg??av?0.0815该算法为泡罩塔蒸馏塔总板效率，则筛板塔为E=1.1E1=0.653
精馏段实际板层数 N精= 5/0.653=8 提馏段实际板层数 N提=9/0.653=14 进料板位置 Nr?9 总的塔板数 Nc=8+14=22
3.3 精馏塔有关物性数据的计算
3.3.1 操作压力计算
操作压力取4kPa（塔顶表压）
塔顶操作压力：PD?101.3?4?105.3KPa
因为板式塔的每个理论级压降约为0.4-1.1KPa，取?p?0.7KPa 【1】 则进料板压力PF=105.3+0.7?9=111.6KPa； 塔底操作压力P.3?0.7?14?115.1KPa W?105105.3?111.6?108.45KPa
2111.6?115.1?113.35KPa 提馏段的平均压力：Pm'?23.3.2 操作温度计算
精馏段的平均压力：Pm?查手册【6】得水和乙醇气液平衡数据，t数据利用表2中数据由拉格朗日插值可求得tF、
tD、tW。
84.1?82.7tF?84.1? , tF=79.26℃
16.61?23.3740?16.6178.15?78.41tD?78.15?塔顶tD：，tD=78.05℃
89.43?74.7295?89.43100?95.5tw?100?塔釜tW：，tW=97.63℃
0?1.901.0?0tF?tD?78.65℃ 精馏段平均温度t1?2tF?tw?88.445℃ 提馏段平均温度 t2?2进料口tF：
表2乙醇—水气、液平衡组成（摩尔）与温度关系
温
度液相
气相
温
度液相
气相
11
温度液相 气相
/℃ 100 95.5 89.0 86.7 85.3 84.1
/℃
0 1.90 7.21 9.66
0
82.7
/℃
23.37 54.45 79.3
57.32 68.41
17.00 82.3 38.91 81.5 43.75 80.7
26.08 55.80 78.74 67.63 73.85 32.73 59.26 78.41 74.72 78.15 39.65 61.22 78.15 89.43 89.43 50.79 65.64 51.98 65.99
12.38 47.04 79.8 16.61 50.89 79.7
3.3.3平均摩尔质量计算
塔顶平均摩尔质量计算
由xD=y1=0.95，查平衡曲线得：x1=0.93
MVDm?xD?MA?(1?xD)?MB
（1?0.95）?18 ?0.95?46? ?44.6kg/kmol
MLDm?x1?MA?(1?x1)?MB
（1?0.93）?18 ?0.93?46? ?44.04kg/kmol 进料板平均摩尔质量计算
由逐板计算法得 ： xF=0.385 时， yF=0.585
MVFM?yF?MA?(1?yF)?MB
?0.585?46?(1?0.585)?18
?28.78kg/kmol
MLFM?XF?MA?(1?xF)?MB
)?18 ?0.385?46?(1?0.385 ?28.78kg/kmol 塔底平均摩尔质量计算
由xw?0.01查平衡曲线得yw?0.015
Mvwm=0.015?46+(1-0.015)?18=18.42Kg/Kmol MLwm=0.01?46+(1-0.01)?18=18.28Kg/Kmol
12
精馏段平均摩尔质量：
MVM1?(44.6?34.38)/2?39.49kg/kmol MLM1?(44.04?28.78)/2?36.41kg/kmol
提馏段平均摩尔质量
MVM2?(34.38?18.42)/2?26.4kg/kmol
MLM2?(28.78?18.28)/2?23.53kg/kmol
图1 乙醇和水气液平衡曲线
3.3.4平均密度的计算
表3不同温度下乙醇和水的密度 温度/℃ 40 60 80
3.3.4.1气相平均密度计算
由理想气体状态方程计算，即：
精馏段
tm1?(tF?tD)/2?78.525℃
?乙
787.9 765.7 742.3
?水
992.2 983.2 971.8
温度/℃ 100 120
?乙
717.4 690.6
?水
958.4 943.1
?Vm1?Pm?MVm108.45?39.49??1.464kg/m3
RTm8.3145?(78.525?273.15)提馏段
13
tm2??tF?tW?2?88.445℃
?Vm2?Pm?MVm113.35?26.4??1.006kg/m3
RTm8.3145?(88.445?273.15) 3.3.4.2液相平均密度计算： 液相平均密度依下式计算，即 1/塔顶液相平均密度的计算 由 tD?78.05aD?℃
，查表3用内插法得：
?lm??ai?i
?A?744.58kg/m3 ?B?972.97kg/m3
0.95?46?0.98
0.95?46?0.05?181?748.09kg/m3 ?LDM?0.98/744.58?0.02/972.97
进料板液相平均密度的计算：
由 tF?79.26C，查表得：?A?743.17kg/m3
进料板液相的质量分数
?B?972.24kg/m3
0.385?46?0.615aF=0.385?46?0.615?18
1?817.31kg/m3
0.615/743.17?0.385/972.24?LFm=
塔底液相平均密度的计算：
由tW?97.63℃ 查表3得：?A?720.35kg/m3
?B?966.93kg/m3
0.01?46?0.0252aW=0.01?46?0.99?18
1?958.66kg/m3
0.0252/720.35?0.9748/966.93 ?LWM?精馏段液相平均密度为：
?LM1???LFM??LDM?/2??817.31?748.09?/2?782.7kg/m3
提馏段液相平均密度为：：
?LM2???LFM??LWM?/2??958.66?817.31?/2?887.98kg/m3
3.3.5液体平均表面张力计算
14
液相平均表面张力依下式计算，即 ?Lm= 塔顶液相平均表面张力的计算 由tD?78.05?C 查表【7】得：
?xi?i
?A?17.32mN/m ?B?62.93mN/m
?LDM?0.95?17.32?(1?0.95)?62.73?44.52mN/m
进料板液相平均表面张力的计算 由tF?79.26?C 查手册得：
?A?19.86mN/m ?B?62.73mN/m
?LFM?0.40?17.21?(1?0.40)?62.73?44.52mN/m
塔底液相平均表面张力的计算 由 tw?97.63?C
查手册得：
?A?15.41mN/m
?B?59.25mN/m
?LWM?0.01?15.44?(1?0.01)?59.25?58.81mN/m
精馏段液相平均表面张力为：
?Lm1?(?LDM??LFM)/2?(19.6?44.52)/2?32.06mN/m
提馏段液相平均表面张力为：
?Lm2?(?LWM??LFM)/2?(58.81?44.52)/2?51.67mN/m
3.3.6 液体的平均粘度计算
液体平均粘度依下式计算，即lg?Lm??xilg?
i 塔顶液相平均粘度的计算
由
tD?79?C 查表【8】得：?A?0.444mpa?s ?B?0.3655mpa?s
lg?LDm?xDlg??(1?xD)lg?
AB ?0.95lg0.444?(1?0.95)lg0.3655
??LDM?0.44mpa?s
进料板液相平均粘度的计算 由 tF?79.26?C 查表得
?A?0.435m2pa?s ?B?0.359m8pa?s
15