修改(3)

吉林化工学院化工原理课程设计

由物料衡算知：F?D?W ①

FxF?DxD? ② WWx由回收率知： 乙酸乙酯的回收率：

DxD?95% ③ FxFW(1?xW)?97% ④

F(1?xF)乙酸丁酯的回收率：由式①②③④可得

则有： D=3.415kmol/h xD?0.94 7W=6.016kmol/h xW?0.028 3表3-1物料衡算数据记录

F D W 9.431 kmol/h 3.415kmol/h 6.016 kmol/h xF xD 0.361 0.947 0.0283 xW 平均摩尔质量

原料液 MF?0.361?88.11?(1?0.0.361)?116.16?106.034kg/kmol 塔顶 MD?0.947?88.11?(1?0.947)?116.16?89.597kg/kmol 塔底产品 MW?0?000392?46??1?0?000392??18?18?01kg/kmol

3.3板块数的确定

根据常压下乙酸乙酯-乙酸丁酯的溶液平衡数据，如下表，绘制 t?x?y曲线。 得到，如下所示t?x?y曲线。

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、

进料线方程的确定

当XF?0.361时，由乙酸乙酯—乙酸丁酯的相图，查得溶液的泡点温度为99.20℃

查得泡点温度下乙酸乙酯的汽化热3.233?104kJkmol,乙酸丁酯的汽化热3.679?104kJkmol

所以rm?r1?xF+r2?(1?xF)?3.514?104KJ/Kg 平均温度T=79.6℃下

乙酸乙酯的比热容CP1=198.3 kJ/(kmolK) CP2=246.3 kJ/(kmolK)

Cp?Cp1?xF+Cp2?(1?xF)?228.972 kJ/(kmolK) q?cp?t?rmrm?1.255 所以q线方程为y=4.922x-1.416

1.2.5操作线方程 精馏段操作线方程为：yn?1?xR2.780.98xn?D?xn? R?1R?12.78?12.78?17

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yn?1?0.735xn?0.259

3.3.1理论塔板数

10.90.80.70.60.50.40.30.20.100

由图可知总理论板数为5，第3块板为进料板，精馏段理论板数为2，提留段理论板数为3（包括蒸馏釜）

0.10.20.30.40.50.60.70.80.91

1.2.7实际板数的求取 全塔效率的估算

用奥康奈尔法(O'conenell)对全塔效率进行估算： 根据乙酸乙酯—乙酸丁酯的相平衡数据可以查得：

y1?xD?0.947 x1?0.783 t1?83.03℃ (塔顶第一块板) yF?0.721 xF?0.361 tF?99.20℃ (加料板) yW?0.108 xW?0.0283 tW?122.94℃ (塔底)

由相平衡方程式y=

y(x?1)ax可得??

x(y?1)1?(a?1)x8

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因此可以求得：?1?4.952;?F?4.574;?W?4.157 平均相对挥发度的求取：a?3a1aFaW?全塔的平均温度：t=

34.952?4.574?4.157?4.549

t1?tW83.03?122.94==102.99℃

22在102.99℃下，

?1?0.2mpa.s

?2?0.3mpa.sx?0.783?0.361?0.0283?0.391

3根据公式

?Lm??xi?i得

?Lm?0.391?0.2?(1?0.391)?0.3?0.261mpa.s

由奥康奈尔关联式：

ET?0.49(0.261?4.549)?0.245?0.47 实际塔板数

实际塔板数N1?2?4.2?5 0.473N2??1?5.4?6（不包括再沸器）

0.47N?N1?N2?11N?N1?N2?11

1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

3.1操作温度的计算

塔顶第一块板温度：t1?83.03C 进料板温度：tF?99.20C 塔釜温度：tw?122.94C 精馏段平均温度：tm?91.12C

??????111.07?C 提馏段平均温度：tm3.2 操作压强

塔顶压强P1 =101.3kPa

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取每层塔板压降ΔP=0.7kPa，

进料板压强：PF =101.325+5?0.7=104.825kPa 塔底压强：Pw=101.325+11×0.7=109.025 kPa

(101.325?104.825)?103.025kPa

2(104.325?109.025)?106.975kPa 提馏段平均操作压力：Pm2?2精馏段平均操作压力：Pm1?3.3平均摩尔质量的计算

MA=88.11kg?mol-1，MB=116.16kg?mol-1

利用公式M??Mixi求各混合液相对分子质量。

精馏段平均温度tm?91.12C下的组成：xm?0.545,ym?0.849

?

MVm?0.849?88.11?(1?0.849)?116.16?92.35kg?mol-1MLm?0.545?88.11?(1?0.545)?116.16?100.87kg?mol-1

''??111.07?C下的组成：xm提馏段平均温度tm?0.168,ym?0.465

MVFm?0.465?88.11?(1?0.465)?116.16?103.19kg?mol-1MLFm?0.168?88.11?(1?0.168)?116.16?111.48kg?mol-1

1.3.4平均密度计算 (1) 气相平均密度?Vm计算

理想气体状态方程计算，即 精馏段气相密度：?vW?提留段气相密度：?'VmPvW?Mv,m.WRTmW?103.075?92.35?3.143kg/m3

8.314?(91.12?273.15)''Pm?MVm106.925?103.173 ???3.453kg/m'RTm8.314?(111.07?273.15)(2) 液相平均密度?Lm计算

???由式 1???i??A?B 求相应的液相密度。

Lmi?LA?LB10

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