化工原理课程设计

乙醇-水——t-x(y)图12010080604020000.20.40.6组成x(y)0.81

温度t液相摩尔气相摩尔

由图，过(0.80，0.80)做直线与平衡线切于点e(0.5602, 0.6774).则

?Rmin?xd?ye0.80?0..6774??1.0461

ye?xe0.6774?0.5602R 1.25532 1.35993 1.46454 1.56915 1.67376 1.77837 1.88298 1.98759 2.0922 精截距xD/(R+1) 0.354717 0.338993 0.324604 0.311387 0.299204 0.287939 0.277491 0.267774 0.258715 yq 0.534778 0.525413 0.516842 0.50897 0.501713 0.495003 0.48878 0.482993 0.477597 精斜率R/(R+1) 0.556604 0.576259 0.594245 0.610766 0.625995 0.640077 0.653137 0.665282 0.676606 提斜率 1.789149 1.754168 1.722156 1.692752 1.665648 1.640585 1.617342 1.595725 1.575572 提截距 0.039457 0.037708 0.036108 0.034638 0.033282 0.032029 0.030867 0.029786 0.028779 Rmin *R 1.0461 1.2 1.0461 1.3 1.0461 1.4 1.0461 1.5 1.0461 1.6 1.0461 1.7 1.0461 1.8 1.0461 1.9 1.0461 2 由于，.泡点进料：

取R=1.8Rmin，, ,Rmin=1.0461, R=1.8 Rmin=1.8830

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泡点进料：q=1，故q线为x=0.3235, 精馏段操作线：yn+1=

提馏段操作线：yn+1=

xRxn?D=0.653137xn + 0.277491 R?1R?1RD?qFF?Dxn?xw

(R?1)D?(1?q)F(R?1)D?(1?q)F=1.617342xn-0.030867

乙醇-水——x-y相平衡图1.810.80.6y0.40.2000.20.4x0.60.81平衡线对角线精馏线提馏线q线

由工艺条件决定 R=1.8Rmin 故取操作回流比 R=1.8830 （2）理论塔板数

NT的求取

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由图可以看出当R=1.8Rmin时，理论板数为Nt=11块，进料板为第10块，精馏段需9块，提馏段需2块,（包括蒸馏塔）。

3.3.2全塔效率的估算

利用表中常压下乙醇-水气液平衡组成与温度关系数据用内插值法求得

用奥康奈尔法(O'conenell)对全塔效率进行估算： 根据乙醇-水体系的相平衡数据可以用内插法求得（X或Y）： 由相平衡方程式y=

axy(x?1)，可得a= ，则

1?(a?1)xx(y?1)y1=XD=0.80 x1=0.7713 aD=1.1859

yF=0.5812 xF=0.3235 aF=2.902 yW=0.2979 xW=0.05 aw=8.0621

ttF－81.582.3?81.5tF：= tF=81.5457℃ 0.2608?0.32730.3253?0.317378.15－78.41t－78.41 =78.3167℃

=DtD0.8943－0.74720.8?0.7472：D－89.095.5?89.0tW tW：= tW=91.7053℃

0.019?0.07210.05?0.0721全塔的相对平均挥发度：

平均相对挥发度的求取：a?3aDaFaW?31.1859?2.902?8.0621?3.0274 （1）精馏段的平均相对挥发度的求取：a1?（2）提馏段的平均相对挥发度的求取：α2=全塔的平均温度：

aDaF?1.1859?2.902?1.8551 .?8.0621=4.8370 ?F?W=2.9020tF?tD81.5457＋78.3167（1）精馏段平均温度 t1===79.9312℃

22（2）提馏段平均温度

t=2tF?tw81.5457?91.7053?=86.6255℃ 22查《化工原理》（陈敏恒主编 第三版 上）课本附录1.2水在不同温度下的黏度表及液体粘度共线图

可知：当温度为79.9312℃时，μ水1=0.3562mPa.s，μ乙醇1=0.43 mPa.s 温度为86.6255℃时，μ水1=0.3291 mPa.s，μ乙醇2=0.38 mPa.s 查乙醇水的汽-液平衡图：《化工原理》（陈敏恒主编 第三版 下）课本附录3.1 当温度为79.9312℃时，

x1?0.50790.3965?0.5079?，x1=0.4917

79.9312?79.880.7?79.8- -第 11 页 共 38 页

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温度为86.6255℃时，

x2?0.12380.0966?0.1238?，x2=0.0980

86.678?85.386.7?85.3根据公式lg?L??xilg?i求得，平均黏度： ，μ=xlg?10L?ii（1）精馏段：?L?10?0.4917?lg0.43?(1?0.4917)?lg0.3562??0.3907mpa.s （2）提馏段：?L'?10?0.0980?lg0.38?(1?0.0980)?lg0.3291??0.3338mpa.s 由奥康奈尔关联式计算全塔效率：

ET?0.49(???L)?0.245

（1）精馏段：ET=0.49(1.8551?0.3907)?0.245=0.5302 =0.4357

（2）提馏段：ET=0.49(4.8370?0.3338)3.3.3实际塔板数

?0.245NP?实际塔板数

NTET

所得实际塔板数 ：

（1）精馏段：NR=N1/ET=9/0.5302≈16.97,取整精馏段17块板，考虑安全系数加一块为18。 （2）提馏段：Ns=（N-N1）/ ET=2/0.4357≈4.59,取整提馏段5块板，考虑安全系数加一块为6. 故进料板为第19块,总板数为N=NR +Ns=18+6=24（包括蒸馏塔）。

第四章 精馏塔主题尺寸的计算

4.1求的塔顶、进料板、及塔釜的压力：

塔顶：P.3.kPa 1?101 每层塔板压降：???75mmH2O?101.3?0.075kPa?0.7355kPa 10.33 进料板压力 ：PF?101.3?18?0.7355?114.503kPa 塔釜压力：P.503?0.7355?6?118.916kPa W?114求得精馏段和提馏段的平均压力：

101.3?114.503?107.9075kPa

2114.503?118.916?116.7095kPa （2）提馏段： Pm?2（1）精馏段：Pm?4.2平均摩尔质量的计算：(kg/kmol)

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