安徽建筑工业学院本科毕业设计
表3.2塔2修正后塔釜出料组成
物流
原质量流
原摩尔
修正后物质的量（基于原100mol
物料）/（mol）
1 71.4×0.99=70.7 28.6×0.99=28.3
1.0 70.7 28.3
修正后摩尔分数/%
量/（㎏/h） 分数/%
乙酸乙酯 乙醇 水
③进料组成不变，如下：
-- 13045 13335
-- 71.4 28.6
表3.3塔2来自塔1的进料组成
物流
质量流量/（㎏/h）
物质的量/（kmol/h）
乙酸乙酯 乙醇 水 总计
3810 13335 1905 19050
表3.4塔2来自沉降器的进料组成
物流
质量流量/（㎏/h）
物质的量/（kmol/h））
乙酸乙酯 乙醇 水 总计
于是塔2的物料衡算如下：
假设取进料总量为1107.43kmol，则可知其中乙酸乙酯物质的量为55.29kmol，设D=塔顶流出液的物质的量，则塔底残液为（1107.43－D）kmol，
所以：
1055 528 11607 13190
11.99 11.48 644.83 668.3
1.79 11.72 96.49 100.0 摩尔分数/%
43.30 289.90 105.93 439.13
9.86 66.03 24.11 100.0 摩尔分数/%
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年产三万吨乙酸乙酯工艺过程能量集成
0.617D+0.01×（1107.43—D﹚=55.29 0.617D+11.0743—0.01D=55.29 D=48.351÷0.607=72.85
则塔釜物质的量为1034.58kmol。 （2）塔操作条件
ⅰ塔顶温度（约为三组分恒沸液的沸点） 71℃ ⅱ塔底温度（约为71%水，29%乙醇溶液的沸点，其中为摩尔分数）79℃ ⅲ来自塔1的进料温度 84.2℃
ⅳ来自沉降器的进料温度（约为水97%水，3%乙醇溶液的沸点，其中为摩尔分数） 94.7℃
3.1.2精馏塔2的塔板数确定
（1）全塔相对挥发度计算：
①塔顶
，水为基准物系。
在此温度下查得各组分乙酸乙酯（1）、乙醇（2）、水（3）的饱和蒸汽压分别为：
000p1?60kPa,p2?72kPa,p3?49kPa
pi0??0p3 得 根据公式
?31?1.71,?32?2.06,?33?1
℃，水为基准物系。 ②塔底t?79在此温度下查得各组分乙酸乙酯（1）、乙醇（2）、水（3）的饱和蒸汽压分别为：
000p1?72kPa,p2?100kPa,p3?49kPa
pi0??0p3 得 根据公式
?31?1.47,?32?2.04,?33?1
③平均相对挥发度
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精馏塔中各物系的平均相对挥发度取 ?31?1.58,?32?2.05,?33?1 （2）塔板数的确定
①最小回流比 液化率 q=1
表3.5塔2物料相对挥发度与组成
平均相对挥发度
?ij
进料总组成xFi 塔顶组成xDi
?31?1.58?32?2.05 ?33?1xF1?0.05xF2?0.272 xF3?678xD1?0.617xD2?0.132 xD3?0.251?3ixFi?1?q?i?3i???xRmin??3iDi?1??1.44???Ri3imin根据的估算公式 得
②理论塔板数的计算
Rmin?5.892
Rmin?5.892
∵R?(1.2~2)Rmin回流比最佳 ∴取R?8 根据
R?Rmin8?5.892??0.234 R?18?1由斯芬克斯公式
??xl??xhlg???x??????h??xl??lg?lh????0.617??0,701???lg????0.251???0.01??????????1???1?10.28
lg1.58NminN?Nmin?0.43查吉利兰关联图得N?2
计算得 N?19.54（不包括再沸器） ③精馏塔的气、液相负荷
如下图将塔分成三段进行分析（根据浓度来自塔1进料F1从在来自沉降器的进料F2上方进料）：
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年产三万吨乙酸乙酯工艺过程能量集成
V上精馏段F1q=1V1L1中间段F2q=1下提馏段V2L2W图3.1 精馏塔2的流体流量分析图
LD 图中： L=RD=8×72.85=582.8kmol/h
V=(R+1)D=(8+1)×72.85=655.65kmol/h
L1=L+F1=582.8+439.13=1021.93kmol/h
V1=V+(q-1)F1=655.65+0=655.65kmol/h L2=L1+F2=1021.93+668.3=1690.23kmol/h V2=V1+(q-1)F2=655.65+0=655.65kmol/h
④操作线方程
上精馏段操作线方程为
y?LDx?xD?0.889x?0.068 VV下提馏段操作线方程为
L'Wy?'x?'xD?2.87x?0.016
VV中间段操作线方程为
y?⑤进料板位置
L1DxD?F1xF1x??1.56x V1V1仍由公式斯芬克斯公式可得
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NF1?min??0.617??0.9014??lg???????0.3830.0986????????1?5.13
lg1.55??0.0179??0.99??lg???????0.98210.01????????1?0.718
lg1.41NF2?minN?Nmin?0.43R?Rmin8?5.892??0.234，查吉利兰关联图得N?2再由公式 R?18?1得
NF1?10.5NF2?2.98
⑥塔效率及实际塔板数计算 由奥康奈尔计算式可以计算板效率
ⅰ首先计算塔顶塔底的平均粘度?L
?1?0.29在操作温度下各组分粘度可查得?2?0.52
?3?0.41已知塔顶的相对挥发度?31?1.71,?32?2.06,?33?1
yi?aijxi再根据气液平衡方程
?ai?1nijxi得
yD1?0.577塔顶液相摩尔组成为yD2?0.095
yD3?0.328由平均粘度计算式?L=?xi?Li得
?LD=0.577?0.29?0.095?0.51?0.328?0.41?0.35
同理得塔底平均粘度为
?LW=0.425
所以全塔平均粘度为?L?0.35?0.425?0.41
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