精馏塔中的物料衡算

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1、3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算3.4.1操作温度的计算1.)塔顶温度计算查文献乙醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.70和0.80时,其沸点分别为78.7℃78.4℃塔顶温度为,则由内插法:,℃3.)塔釜的温度查文献乙醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.00和0.05时,其沸点分别为100℃和90.6℃设塔顶温度为,则由内插法:,℃则精馏段的平均温度:℃提馏段的平均温度:℃3.4.2操作压强塔顶压强：PD=100kpa取每层塔板压降:ΔP=133.322pa则进料板压力:塔釜压力:则精馏段的平均操作压强:提馏段的平均操作压强:.）液相的平均密度由计算（1.）对于塔顶查文献

2、，质量分率则（2.）对于进料板查文献，质量分率则（3.）对于塔釜查文献，质量分率则则精馏段的液相平均密度：提馏段的液相平均密度：3.4.5液体表面张力的计算由计算（1.）对于塔顶查文献，则（2.）对于进料板（3.）对于塔釜查文献，则则精馏段的液体平均表面张力：提馏段的液体平均表面张力：物料衡算原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量水的摩尔质量原料加料量W=(59000*1000)/24*365=6735kg/h进料组成xF＝0.45馏出液组成xD＝0.93塔顶压力p＝1.03atm=0.45*46.07+0.55*8.02=30.6kg/kmolF=6735/30

3、.6=220kmol/h物料衡算式F=D+W解得D=105.43kmol/hW=114.56kmol/hXW=0.0083精馏塔二元系物系3.2回流比的确定3.2.1平均相对挥发度的计算查[1]由相平衡方程得由常压下乙醇-水溶液的平衡数据x0.250.300.350.400.500.600.700.800.8940.95y0.5510.5750.5950.610.6570.6980.7550.820.8940.942由道尔顿分压定律及得将上表数据代入得：序号123453.68153.15692.72542.35011.977序号6789101.5411.321.141.0

4、00.85则则平衡线方程：3.2.2最小回流比的计算和适宜回流比的确定xF＝0.45xD＝0.93xw＝0.0083=1.80因为q=1所以xq=xf＝0.45由相平衡方程=0.61最小回流比解得RMIN=2操作回流比取最小回流比的1.2倍=1.2=2.43.3板数的确定3.3.1精馏塔的气液相负荷精馏段：L=RD=2.4×105.43=253.03kmol/hV=（R+1）D=（2.4+1）×105.43=358.46kmol/h提馏段：=L+qF=253.03+220=473.03kmol/h=V+(q－1)F=V=358.46kmol/h.3.2精馏段与提馏段操作线

5、方程精馏段操作线方程提馏段操作线方程：3.3.3逐板法确定理论板数及进料位置（也可用芬克斯方程)对于甲醇—水属物系，可采用逐板计算法求理论板层数。根据求得的相对挥发度可知相平衡方程为因为泡点进料，q=1，xq=xf=0.45第一块板上升的蒸汽组成y1=xD=0.93第一块板下降的液体组成由上式求取X1=0.88由第二块板上升的气相组成:Y2=0.89由第二块板下降的液体组成如此反复计算：y3=0.84x3=0.75Y4=0.80x4=0.68Y5=0.73x5=0.56Y6=0.67x6=0.44＜因第5块板上升的气相组成由提馏段操作方程:如此反复计算：y7=0.51x7

6、=0.32y8=0.41x8=0.26y9=0.32x9=0.189y10=0.22x10=0.114y11=0.127x11=0.074y12=0.064x12=0.031y13=0.035x13=0.018＜xw根据以上求解结果得：总理论板数为13（包括再沸器）进料板位置为6精馏段理论板数5提馏段理论板数83.3.4全塔效率由进料组成xF=0.45经查表得泡点温度℃℃在此温度下查文献得：则进料液再该温度下的平均粘度为：则板效率E由奥。康奈尔公式计算=0.401则实际塔板数：精馏段:提馏段:3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算3.4.1操作温度的计算1.)塔顶温度

7、计算查文献乙醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.70和0.80时,其沸点分别为78.7℃78.4℃塔顶温度为,则由内插法:,℃3.)塔釜的温度查文献乙醇-水溶液中乙醇摩尔分数为0.00和0.05时,其沸点分别为100℃和90.6℃设塔顶温度为,则由内插法:,℃则精馏段的平均温度:℃提馏段的平均温度:℃3.4.2操作压强塔顶压强：PD=100kpa取每层塔板压降:ΔP=133.322pa则进料板压力:塔釜压力:则精馏段的平均操作压强:提馏段的平均操作压强:.）液相的平均密度由计算（1.）对于塔顶查文献，质量分率则（2.）对于进料板查文