精餾塔全塔物料衡算

1、一、精餾塔全塔物料衡算F :進(jìn)料量( kmols )xF：原料組成（摩爾分?jǐn)?shù) 、下同）D :塔頂產(chǎn)品流量(kmols )xD ：塔頂組成W : 塔底殘液流量( kmols)xw ：塔底組成F1.2104 t axF46 00xD93 00xW100M 甲醇32.04 kg kmolM 水18.02 kg kmol原料甲醇組成：xF46/ 32.0432.4 0046 / 32.0454 / 18.02塔頂組成：xD93/ 32.0488.20093 / 32.047 / 18.02塔底組成：xW1/ 32.040.6 001/ 32.0499/ 18.02進(jìn)料量：F1.2104 t1.2104

2、103 0.324 / 32.04 (10.324) /18.022.205 102 kmola300 243600sFDW物料衡算式為：FxF D xD W xW聯(lián)立代入求解： D 8 10 3W 1.405 10 2二、 常壓下甲醇水氣液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系1、溫度90.388.9tF90.3.t F68.52oC：9.26tF7.6732.47.67tD64.766.9tD64.7. .tDo：87.4166.76C10088.2 100tW10092.9tW100t W99.2oC：5.310. .00.6精餾段平均溫度：t1t Ft D68.5266.7667.64 oC22提

3、餾段平均溫度：t 2t Ft W68.5266.7683.86 oC222、密度混合液密度：1a Aa B (a為質(zhì)量分?jǐn)?shù)， M 為相對分子質(zhì)量 )LAB已知：T op M混合氣密度：V22.4T po塔頂溫度： tD66.76oC氣相組成：66.964.766.7664.7yD92.5 0 0：100 yD.yD 91.96 100100進(jìn)料溫度：tF68.52oC氣相組成： yF： 706870 68.52 . yF88.4 0084.9289.6284.92100 yF塔底溫度： tW99.2o C氣相組成：10092.910099.2.yW3.19 0：100 yW0yW 028.34

4、01精餾段：液相組成： x1( xD xF)2. x160.300氣相組成： y1( yDyF)2. . y190.45 00M所以：M32.040.603（）26.474kg18.02 10.603kmolL 132.040.9045（）30.7kg18.02 10.9045kmolV 12提餾段：液相組成： x2( xWxF)2 .x2 16.5 00氣相組成： y2( yWyF)2 .y246.15 00所以： M L 232.040.16518.02（10.165） 20.33kg kmol32.040.4615（）24.49kg18.02 10.4615kmolM V 2由不同溫度下

5、甲醇和水的密度：溫度 / oC甲醇水50760988.160751983.270743977.880734971.890725965.3100716958.4求得在、下的甲醇和水的密度（單位：kg m 3 ）tDtFtDtF68.52o C70607068.52 . .744.628743751743cFcF70607068.52 .978.599977.8983.2977.8wFwF10.4610.46 . .855.015744.628978.599FFtD66.76o C70607066.76 . .746.564743751743cDcD70607066.76 .979.55977.8

6、983.2977.8cDwD10.9310.93 . .759.204746.564979.55DDtW 99.2oC10090100 99.2 . .716.72716725716cWcW100 90100 99.2 . .965.852958.4965.3965.3wWwW10.0110.01 . .962.51716.72965.852WW（）（855.015759.204）807.11所以：L1FD22（WF）（962.51）908.76L22855.0152MMMLDxDM甲醇 （1xD ） M 水30.39 kg kmolLFxFM甲醇 （1xF） M 水22.56 kg kmol

7、LWxWM甲醇 （1xW ） M 水18.10 kg kmol（M LDM LF）26.474 kgM L12kmolMMMML2（M LWM LF）2.33 kg2kmolyD M（）30.9885kgVD甲醇1yDM 水kmolVFyF M 甲醇 （1yF）M 水30.41 kg kmolVWyW M 甲醇 （1yW ）M 水18.467 kg kmolM V1（ MVDM VF）30.699 kg2kmolM V 2（ MVWM VF）24.4385 kg2kmolVFM VF273.151.085（）22.4 273.15tFM VD273.151.112VD（）22.4 273.15

8、tDM VW273.150.605t WVW（）22.4 273.15（）1.0985V1VFVD2（）0.845VFVW2V 23 、混合液體表面張力：二元有機(jī)物水溶液表面張力可用下列公式計算：1114sW4sO4mwO注：WxW V WOxO V OxW V W xO V OxO V O xO V OsWxsW V Wxso V oV SsoV SqwBlg()o22sw ）qoV 3 o2W A lg （Q0.441(T)qW V 3soAB Qswso1式中，下腳標(biāo)w、 o、 s 分別代表水、有機(jī)物及表面部分；xw 、 xo 指主體部分的分子數(shù)；V w 、V o 指主體部分的分子體積；

9、W 、o 為純水、有機(jī)物的表面張力；對甲醇q=1。V cDmc32.0442.92mLcD746.564V cWmc32.0444.70mLcW716.72V cFmc32.0443.03mLcF744.628V wFmc18.0218.41mLwF978.5992V wDmc18.0218.40mLwD979.55V wWmc18.0218.66 mLwW965.852由不同溫度下甲醇和水的表面張力：溫度 / oC甲醇表面張力 / (10 3 N)水的表面張力 / (103 N )mm6019.366.27018.264.38017.462.69016.460.710015.558.8求得在

10、tD、下的甲醇和水的表面張力單位：-3N)tFtW(10m甲醇的表面張力：706018.219.3 .cF18.3670 68.5218.2cF706018.219.3 .cD7066.7618.2cD1009015.516.4 .cW10099.215.5cW18.5615.57水的表面張力：706064.366.264.587068.5264.3.wFwF706064.3 66.2 .7066.7664.3wD1009058.860.7 .10099.258.8wWwDwW64.915658.95塔頂表面張力：wD（）0.00144 1xD V wDcD（）xD V cD xD VcD 1

11、xD V wDBlg(wD)lg（）-2.8370.00144cD2Q0.441( q )cDV 3 cD2-0.29TqwD V 3wDABQ-2.84（）-3.13- 0.29Alg（swD）=swD0.00074聯(lián)立方程組：scD0.999261scDswDscD111114440.0007464.9240.9992618.5642.076DswDwDscDcDD18.58（xF）0.0338原料表面張力：wF 1V wFxF V cF（）cFxF V cF 1xFV wFBlg(wF)lg（）-1.470.0338cF2Q0.441( q )cFV 3 cF2-0.29TqwF V 3

12、wFABQ-1.47（）-1.76- 0.29A lg（swF）0.017聯(lián)立方程組：=swFscF0.9831scFswFscF111114440.017 64.5840.983 18.3642.026FswFwFscFcFF 18.826（xW）3.6754塔底表面張力：wW 1V wW（）xW V cW cWxW V cW 1xWV wWBlg(wW) lg（）0.56533.6754cW2Q0.441( q )cW V 3cW2-0.261TqwW V 3wWAB Q0.5653（）0.3043- 0.261Alg（swW）0.668=swW聯(lián)立方程組：scW0.3321scWswWs

13、cW111114440.66858.9540.33244.742.51WswWwWscWcWW39.721精餾段的平均表面張力為：1(FD )218.7032提餾段的平均表面張力為：2(WD )229.154 、混合物的粘度不同溫度下甲醇和水粘度系數(shù)：溫度 / oC甲醇粘度系數(shù) /甲醇水粘度系數(shù) /水600.350.479700.3060.414800.2770.362900.2510.3211000.2250.28870607067.64 . .甲醇0.3060.3500.30667.64oC甲醇t170607067.640.4140.479. .水0.414水0.3160.42990809083.86 .甲醇0.2510.2770.251t2 83.68oC甲醇90809083.860.3210.362.水0.321水0.2670.3461精餾段粘度：1x（1x） 0.3609mPa s水甲醇112提餾段粘度2甲醇 x2水 (1x2 ) 0.333mPa s5 、相對揮發(fā)度由 xF 0.324 、 yF 0.884 得0.88410.884F15.90.32410.324由 xD0.882、 yD0.925得0.92510.925D0.88211.650.882由W