常压下乙醇-水气液平衡组成与温度关系 温度 液相组成 气相组成 温度 液相组成 气相组成
℃ x/% y/% ℃ x/% y/%
100 0 0 81.5 32.73 59.26
95.5 1.90 17.00 80.0 39.65 61.22
89.0 7.21 38.91 79.8 50.97 65.64 79.7 51.98 65.99 86.7 9.66 43.75
79.3 57.32 68.41 85.3 12.38 47.04
78.74 67.63 73.85 84.1 16.61 50.89 78.41 74.72 78.15 82.7 23.37 54.45 78.15 89.43 89.43
82.3 26.08 55.80
插值求得：
xW?0.0019625时，塔釜温度tW?99.54℃,相应的汽液组成为
（0.0019625，0.01756）；
xF?0.174时，进料温度tF?84℃, 相应的汽液组成为(0.174,0.5131);
xD?0.8387时，塔顶温度tD?78.2℃, 相应的汽液组成为
(0.8387,0.8516)
3.5 平均挥发度
y(1?x) ??3.4.进料、塔顶塔底温度、组成的计算
x(1?y)??y(1?x)x(1?y)
?W?0.01756(1?0.0019625)0.0019625(1?0.01756)?9.09，?F?0.5731(1?0.174)0.174(1?0.5131)?5.0014
?D?0.8387(1?0.8516)0.8516(1?0.8387)?1.104
???D??W??F?1.104?9.09?5.0014?3.69
3.6 求汽液相的密度和混合摩尔质量
___混合液：
1pL?aApA?aBpB,混合气：pV?T0p1M22.4Tp04
精馏段：
平均温度t1=（84+78.2）/2=81.1℃，
液相组成x1?xD?xF2yD?yF2?0.8387?0.1742?0.50636
气相组成y1?___?0.8576?0.51312?0.68235
于是：ML1?46?0.50636?18?(1?0.50636)?32.178kg/kmol Mv2?46?0.68235?18(1?0.68235)?37.106kg/kmol
提馏段:
平均温度t2=（84+99.54）/2=91.77℃ 液相组成x2?xW?xF2?0.0019625?0.1742?0.088
___气相组成y2?___yW?yF0.5131?0.0175622?0.26533
于是：M___L2?46?0.088?18(1?0.088)?20.466kg/kmol
___MV2?46?0.26533?18(1?0.26533)?25.43kg/kmolM?46?026533?181?026533?2543kgkmol
_______________M?46?026533?181?026533?2543kgkmolM?46?026533?181?026533?2543kgkmolM?46?026533?181?026533?2543kgkmolM?46?026533?181?026533?2543kgkmolM?46?026533?181?026533?2543kgkmol3.7 平均粘度
温度—粘度表
乙醇 温度（℃） μ（mpa·s）
80 0.495 100 0.361 水 温度（℃） 81 用插值法求得： t1=81.1℃时：
82?810.3478?0.3521100?800.361?0.405?100?81.10.361??1
粘度查《化工原理》上册P344附录十四及液体的粘度和密度图
82 91 92 μ（mpa·s） 0.3521 0.3478 0.3130 0.3095
，?c1?0.488mpa?s
?82?81.10.3478??w1，?w1?0.3517mpa?s
5
t2=91.77℃时：
100?800.361?0.495?100?91.770.361??，?c2?0.416mpa?s
c292?91?92?91.770.3095?0.3130.3095??，?w2?0.310mpa?s
w2?L??xi?Li
精馏段液态组分的粘度：
?1?0.50636?0.488?0.3517?(1?0.50636)?0.421mpa?s
提馏段液态组分的粘度：
?2?0.088?0.416?0.310?(1?0.088)?0.319mpa?s
全塔液体组分平均粘度为：??0.421?0.3192?0.37mN/m
3.8 精馏段、提馏段密度计算
不同温度下的乙醇、水密度（如下表） 水 乙醇
温度ρ
w温度ρc（℃） （kg/m3） 370 977.81
（℃） （kg/m） 60 765.7 75 974.89
80 742.3 80 971.83
85 968.65
100 717.4 90 965.34
95 961.92
100 958.38
插值得：tD?78.2℃时：
80?60742.3?765.7?80?78.2742.3??744.41kg/m3，?CD?744.41kg/m3
CD80?75971.83?974.89?80?78.2971.83??，?WD?972.93kg/m3
CW10.93??744.41?0.07756.854kg/m3
D972.93,?D?tF?84℃时：
100?80717.4?742.3?100?84717.4??,?CF?737.32kg/m3
CF 6
《物理化学实验》P162表6用内差法查纯液体密度
85?80968.65?971.83?85?84968.65??,?WF?96.29kg/m3
WF10.35??737.32?0.65873.14kg/m3
F969.29,?F?tW?99.54℃时：
100?80717.4?742.3?100?99.54717.4??,?CW?717.973kg/m3
CW100?95?99.54958.38?961.92?100458.38???958.70kg/m3
WW10.005??717.973?1?0.005
W958.70,?W?957.1kg/m3精馏段混合液密度为：??D??F756.854?873.143L1?2?2?815kg/m
提馏段混合液密度为：??F??W957.1?873.14L2?2?2?915.12kg/m3混合气密度：
___MVD?0.8516?46?(1?0.8516)?18?41.845kg/kmol ___MVF?0.5131?46?(1?0.5131)?18?32.367kg/kmol ___Mvw?0.01756?46?(1?0.01756)?18?18.492kg/kmol
?41.845?273.15VD?22.4?(273.15?78.2)?1.452kg/m3
?32.367?073.15VF?22.4?(273.15?84)?1.105kg/m3
?18.492?273.153VW?22.4?(273.15?99.54)?0.605kg/m
精馏段混合气密度为：?1.452?1.105V1?2?1.279kg/m3
提馏段混合气密度为：?1.105?0.605V2?2?0.855kg/m3
7
《化工原理》上册P337查饱和水
蒸汽密度《化工原理实验》
P144表2查乙醇蒸汽的密度
《常用
℃时，查表得 ??62.906mN/m，??17.6mN/mtD?78.2醇水化工单元设备
tF?84℃时，查表得?水?61.84mN/m，?醇?17.0mN/m 设计》
p284
tW99.54℃时，查表得?水?58.89mN/m，?醇?15.6mN/m
塔顶混合物的表面张力为：
?D?0.8387?17.6?(1?0.8387)?62.906?24.91mN/m 进料混合物的表面张力为：
?F?0.174?17?(1?0.174)?61.84?54.04mN/m
??0.0019625?15.6?(1?0.0019625)?58.89 塔底混合物的表面张力为：W?58.805mN/m
24.91?54.04?39.475mN/m 精馏段的平均表面张力为：?1? 2 54.04?58.805?56.42mN/m 提馏段的平均表面张力为：?2? 2 3.10塔板效率
?0.245 ?T?0.49(??L)
?0.245?T?0.49(3.69?0.37)?45.4%
3.11 实际板层的计算
图解法作图得到理论板数17（包括再沸器）
用VB 程序得出
3.9 表面张力的计算
8