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即R=1.5Rmin=1.5×1.073 = 1.61 3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷 L?RD?1.61?9.90?15.94kmol/h
V?(R?1)D?(1.61?1)?9.90?25.84kmol/h L'?L?F?15.94?72.70?88.64kmol/h V'?V?25.84kmol/h
3.1.3 求操作线方程 精馏段操作线方程为 y?LD15.949.90x?xD?x??0.968?0.617x?0.371 VV25.8425.84提馏段操作线方程为
L''W88.64'62.80 y?'x?'xW?x??0.013?3.43x'?0.0316
25.8425.84VV'
3.1.4 捷算法求理论板层数 求最少理论塔板数Nmin和Nminl Nmin???xD??1-xW??lg???1-x??x??D??W?????0.968??1-0.013????/lgα?lg???1-0.968????0.013???/lg7.055?3.96 ??????????Nminl???xDlg??????1-xD??1-xF??????xF??0.968??1-0.143?????/lgα?lg?????1-0.968????0.143???/lg7.055?2.66 ?????????捷算法求理论塔板数
X?R-Rmin1.61-1.073??0.206
R?11.61?1Y?0.751-X0.5668???56680.751-0.2060。???0.658
由Y?N-Nmin?N-3.96?0.658
N?1N?1 . 可修编
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解得 N =13.5 （包括再沸器），取14块 根据式
N1N?Nmin1N
min得Nmin11?NNN?9.07，取10块
min所以加料板可设在第10块。
3.2 求取塔板的效率
用奥康奈尔法(O'conenell)对全塔效率进行估算： 根据丙酮—水系统t—x(y)图可以查得：
tD?56.5?C（塔顶第一块板) xD?0.968y1?0.968x1=0.81
设丙酮为A物质，水为B物质
所以第一块板上：yA?0.968xA=0.81yB?0.032xB=0.19 可得：αAB（D）?yA/xAy?7.10
B/xBtF?64.6℃ (加料板) xF =0.143 yF=0.541
假设物质同上： yA=0.541 xA =0.143 yB=0.459 xB=0.857 可得：αAB（F）?yA/xAy?7.06 B/xBw?90℃ (塔底) xW=0.013 yW=0.085 假设物质同上：yA=0.085 xA =0.013 yB=0.915 xB=0.987 可得：αAB（W）?yA/xAy?7.05 B/xB所以全塔平均挥发度：α=7.055 精馏段平均温度：T1?TD?TF2?60.55℃
查物性常数表(如表2)：
. 可修编t
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表2.水和丙酮的性质
温度 50 60 0.469 70 0.40 80 0.33 90 0.318 100 0.248 水粘度0.592 mPa 丙酮粘度0.26 mPa 水表面力 67.7 丙酮表面19.5 力 相对密度 0.760 水密度 998.1 0.231 0.209 0.199 0.179 0.160 66.0 18.8 64.3 17.7 62.7 16.3 60.1 15.2 58.4 14.3 0.750 983.2 737.4 0.735 977.8 718.68 0.721 971.8 700.67 0.710 965.3 685.36 0.699 958.4 669.92 丙酮密度 758.56
60.550C时，μ水=0.469 mPa·sμ丙酮=0.231 mPa·s 所以
查850C时，丙酮-水的组成
y水?0.175x水?0.757y丙酮?0.825x丙酮?0.243
-0.245所以ET(精）=0.49（3.58?0.515）=0.42
?精??x?ii?0.465?0.443?0.230?0.557?0.334 mPa?s
同理可得：提留段的平均温度T2?TW?TF?77.3℃
2 . 可修编
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查表可得在77.30C时E-0.245T（提）=0.49（3.58?0.336）=0.468
3.3际塔板数
N由
P?NTET得，实际塔板数为30块
精馏段实际板层数 N精?10/0.468?21.4，取22块 提馏段实际板层数 N提?4/0.468?8.54，取9块
4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算
4.1操作压力计算
塔顶操作压力：PD?101.3?4?105.3kPa； 每层塔板压降：?P?0.7kPa；
进料板的压力：PF?105.3?4?50?140.32kPa； 塔底的压力：PW?105.3?4?62?148.72kPa
（1）精馏段平均压力：PPD?PFm1?2?122.82kPa （2）提馏段平均压力：PPF?PWm2?2?144.52kPa
4.2 操作温度计算 塔顶温度tD?56.5?C 进料板温度tF?64.6℃ 塔底温度tw?90℃
（1）精馏段平均温度为：tD?TFm?T2?60.55℃
（2）提馏段平均温度为：tTW?TFm2?2?77.3℃
. 可修编
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4.3 平均摩尔质量的计算 塔顶平均摩尔质量：
由xD?y1?0.968，查平衡曲线（x-y图），得x1?0.81
MVDm?0.968?58.08?(1?0.968)?18.02?56.80kg/kmol MLDm?0.81?58.08?(1?0.81)?18.02?50.47kg/kmol进料板平均摩尔质量：
由xF?0.143，查平衡曲线（x-y图），得yF?0.541
MVFm?0.541?58.08?(1?0.541)?18.02?39.69kg/kmol
MLFm?0.143?58.08?(1?0.143)?18.02?23.75kg/kmol 塔底平均摩尔质量：
由xW?0.013，查平衡曲线（x-y图），得yW?0.085
MVWm?0.085?58.08?(1?0.085)?18.02?21.43kg/kmol
MLWm?0.013?58.08?(1?0.013)?18.02?18.54kg/kmol （1）精馏段平均摩尔质量：
MVm1?(56.80?39.69)2?46.75kg/kmol
MLm1?(50.47?23.75)2?37.11kg/kmol （2）提馏段平均摩尔质量：
MVm2?(46.75?39.69)2?58.22kg/kmol
MLm2?(18.54?23.75)2?21.15kg/kmol
4.4 平均密度的计算 4.4.1 气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算，
. 可修编
丙酮-水化工原理课程设计报告 - 图文
