提馏段平均温度
t2?tF?tw?88.4452℃
由塔顶和塔底平均温度得
tD?tW78.05?97.63??87.842t=2℃
查手册得，由内插法可得在87.84℃下，乙醇的粘度为
?A?0.3790mpa?s，水的粘度为?B?0.3245mpa?s
可以有下式求得平均粘度???xi?i 其中xi-进料中某组分的摩尔分数
?i-该组分的粘度，按照塔的平均温度下的液体计
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= 10/0.653=16 提馏段实际板层数 N提=4/0.653=7 进料板位置 Nr?16 总的塔板数 Nc=16+7=23
3） 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算：
一、 乙醇气液平衡数据（101.3kPa） 表1如下 液相T/℃ xa/% 100
气相液相气相ya/% T/℃ 38.1 82.4 液相xa/% 25 气相ya/% 55.5 6
ya/% T/ ℃ xa/% 0 88.3 6.9 0 99.3 98.8 97.7 96.7 95.8 95 94.2 93.4 92.6 91.9 91.3 90.8 90.5 89.7 89.2 89 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.9 3.3 3.7 4.2 4.6 5.1 5.5 6 6.5 2.5 4.2 8.8 87.9 87.7 87.4 7.4 7.9 8.4 8.9 9.4 9.9 39.2 81.6 40.2 81.2 41.3 80.8 42.1 80.4 42.9 80 43.8 79.8 44.6 79.6 45.4 79.3 46.1 78.8 46.9 78.6 47.5 78.4 48.1 78.2 30.6 35.1 40 45.4 50.2 54 59.6 64.1 70.6 76 79.8 86 57.7 59.6 61.4 63.4 65.4 66.9 69.6 71.9 75.8 79.3 81.8 86.4 89.4 94.2 100 12.8 87 16.3 86.7 18.7 86.4 21.4 86.2 10.5 24 86 11 26.2 85.7 11.5 28.1 85.4 12.1 29.9 85.2 12.6 31.6 85 13.2 33.1 84.8 13.8 34.5 84.7 14.4 35.8 84.5 37 83.3 15 20 48.7 78.15 89.4 49.3 49.8 53.1 95 100 查阅文献，整理有关物性数据 表2如下 （1）水和乙醇的物理性质
水和乙醇的物理性质
名
相对分 表面 分子子质量 密度 沸 点 比热容 黏度 导热系张力 ???? 20℃ 101.33k(20℃) (20数 ?7
称 式 kg/m3 Pa ℃ Kg/(kg.℃) (20℃) (20℃) mPa.s ?/(m.℃) ℃) N/m 水 H2O 1.0018.02 998 100 4.183 5 0.599 72.8 乙醇 C2H5OH 46.07 789 78.3 2.39 1.15 0.172 22.8 乙醇相对分子质量：46；水相对分子质量：18 由常压下乙醇-水溶液的温度组成t-x-y图可查得 塔顶温度tD=78.3℃ 泡点进料温度tF=84.0℃ 塔釜温度tW=99.9℃ 全塔平均温度
t?tD?tF?tW?87.40C3
由液体的黏度共线图可查得t=87.4℃下，乙醇的黏度μL=0.38mPa·s，水的黏度μL =0.3269mPa·s
?L??xi?Li?0.1740?0.38?(1?0.1740)?0.3269
?0.336mPa?s
根据物性参数数据求的求得乙醇—水体系的相对挥发度α=5.1016，根据最小回流比计算公式Rmin=(xD-yq)/(yq-xq) 即，Rmin=(0.7788-0.5179)/(0.5179-0.1740)=0.7586，由于根据选择适宜的回流比，选择R=1.7Rmin=1.2896，
4） 精馏塔的塔体工艺尺寸计算：
8
塔径的计算
精馏段的气、液相体积流率为
VVMVM1150.78?39.s1?3600??39464?1.127m3/s
VM13600?1.Ls1?LMLM13600??100.05?36.413600?782.7?1.293m3/sLM1
提馏段的气、液相体积流率为
V?V'MVM23600??150.78?26.68s2?1.111m3/s
VM23600?1.006LL'MLM2327.6?28.46?3s2?3600???2.92?10m3/s
LM23600?887.98由 UL??Vmax?C??
V由下式计算c20由史密斯关联图查取： 精馏段： 图的横坐标为：
Ls1?L11/20.002702?3600782.7V()?.015?3600(1.464)1/2?0.031s1?v102
取板间距 HT?0.40m 板上液层高度 hL?0.05m，则 HT-hL=0.40-0.05=0.35m
查图得 C20?0.075
C21?C120(?L20)0.?0.075?(32.0620)0.2?0.0824 UL1??1,max?C??V1
V1
9
782.7?1.464?0.08241.464
=1.903m/s
取安全系数为0.7，则空塔气速为：
u1?0.7u1,max?0.7?1.903?1.332m/s
D4Vs11??u?4?2.01514?1.334?1.3871m 13.按标准塔径圆整后为D1=1.4m 塔截面积为 A?23.14T1?4D1?4?1.42?1.5386m2 精馏段实际空塔气速为 uVS11?A?2.0151.5386?1.310m/sT1
提馏段： 图的横坐标为：
Ls2?L21/20.V(?)?003081?3600981?3600?(887.981.006)1/2?0.046s2v21.
取板间距 HT?0.40m 板上液层高度 hL?0.05m，则HT?hL?0.40?0.05?0.35m
查图得 C20?0.076
C?L222?C20(20)0.?0.076?(51.6720)0.2?0.0919 U?L2??22,max?C2?V
V2?0.0919887.98?1.0061.006
=1.026m/s
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化工原理课程设计
