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乙醇-水属于二元有机物水溶液
5.1 塔顶 ：?o=17.303mN/m,?w?62.89mN/m(见表1-2）（用内差法） 主体部分的摩尔体积 vO=
46.07kg/kmol?0.06251m3/kmol 3737kg/m18.01kg/kmol3
m=0.01851/kmol 3973kg/m vW=
塔顶实际液相组成由操作线求得 0.841x+0.1369=0.860?x=0.860 即xo=0.860,xw=1-0.860=0.140 主体部分的?o和?w
?o?xovo/(xwvw?xovo)=0.860*0.06251/(0.1400.01851+0.860*0.06251)=0.954
?w?1??o?1?0.954?0.046
B=lg((?wq/?o)?lg(0.0462/0.954)??2.654(其中q为20
Q?0.441(q/T)(?ovo2/3/q??wvw2/3)?2/30.441*217.303*0.06252/3*(?62.89*0.0185)??0.00763 273.15?78.22A=B+Q=-2.654-0.00763=-2.662
根据lg((?swq/?so)??2.662和?sw??so?1联立得
?sw?0.0456,?so?0.9544 ?m??sw?w??so?o1/41/41/4?0.0456*62.891/4?0.9544*17.301/4?2.075
?D,m?(?A??B17.303*62.89)D??19.25mN/m
?AxB??BxA17.303*0.14?62.89*0.8605.2 进料板 （88.8℃）（内差法）
?o?16.31mN/m,?w?60.93mN/m
Vo?46.07/731.4?0.06299m3/kmol Vw?18.01/966.08?0.01864m3/kmol
xo?0.242,xw?1?0.242?0.758
主体部分的摩尔体积：
?o0.242*0.06299?0.519
(0.758*0.01864?0.242*0.06299）?w?1??o?1?0.519?0.481
2B=lg(?wq/?o)=lg（0.481/0.519)??0.35
Q?0.441(q/T)(?ovo2/3/q??wvw2/3)?
2/30.441*216.31*0.062992/3*（?60.93*0.01864)??0.00729
273.15?88.82
A=B+Q=-0.35-0.00729=-0.3573
根据lg((?swq/?so)??0.3573和?sw??so?1联立得
?sw?0.4786,?so?1?0.4786?0.52142/31/4?m??sw?w??so?o?0.4786*60.931?0.5214*16.31?2.385
1/41/41/4?A??B16.31*60.93)F??36.66mN/m
?AxB??BxA16.31*0.758?60.93*0.242?D,m??F,m19.25?36.66)?()?27.96mN/m 5.3 精馏段： ?m?(?F,m?(224.6 液体的平均黏度?L，m
查化工原理上册，查得在78.2℃和88.8℃下乙醇和水的黏度分别为
?D,A?0.455mpa.s ?D,B?0.3655mpa.s
?F,A?0.454mpa.s,?F,B?0.3209mpa.s
按加权法求取平均黏度
4.6.1 塔顶 ?LD,m?(?AxA)D??BxB)D?0.455*0.860?0.3655*0.140?0.442mpa.s 4.6.2 加料板 ?LF,m?00.454*0.242?0.3209*0.758?0.353mpa.s 4.6.3 精馏段 ?L，m=（0.442+0.353）/2=0.397mpa.s
5 精馏段的汽液负荷计算
气相摩尔流量 V=（R+1）D=（5.28+1）*23.64=148.5kmol/h
ＶＭＶ，ｍ气相体积流量 Vs=
３６００?ｖ，ｍ=148.5*37.74/（3600*7.318）=0.213m3/s 气相体积流量 Vh=0.213m3/s=765.84m3/h
液相体积摩尔流量 L=RD=50.28*23.64=124.82kmol/h 液相体积流量 Ls==0.00145m3/s
m3/s?5.237m3/h 液相体积流量Lh?0.00145冷凝器的热负荷：查78.2℃下乙醇和水的汽化潜热分别为970kJ/kg和2311kJ/kg。平均汽化潜热按质量分率加权有
LML，m=124.82*33.40、（3600*796.05）
3600?L,m
??0.9?970?0.1?2311?1104rm.1kJ/kgQ?Vr?(239.15?39.87)?1104.1/3600?2924.3kW
6 精馏塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算
6.1 塔径
6.1.1初选塔径间距HT=350mm及板上液层高度hL=60mm,则
HT-HL=0.35-0.06=0.29m
6.1.2 按smith法求u（
LS?L0.50.5)()=（0.00145/0.213）*（796.05/7.3180? VS?V=0.071 查图C20=0.058
???负荷因子 C=C20??=0.058*（27.96/20)0.2=0.062
?20?0.5??L-?v?796.05?7.318=0.062*=0.6437m/s umax=c????v?7.318??0.20.5??6.1.3 操作气速 取u=0.7umax=0.4506 6.1.4 精馏段塔径 D=
0.213?0.77604Vs0.785*0.4506= ?u圆整后取 DT=800mm 此时气速u=
4VS=0.213/?0.785*0.82?=0.4240m/s 2?DT6.2 精馏段塔板工艺结构尺寸的设计与结构
6.2.1 溢流装置
医用单溢流装置的平顶弓形溢流堰、弓形降液管、平形受液盘且不设进口堰。 6.2.1.1 溢流堰长（出口堰长）Lw?0.7DT=0.7*0.8=0.56m
堰上溢流强度LhLw=5.237/0.56=9.3518m3/(m2.h)<100~130m3/(m2.h),满足浮阀塔的堰上溢流强度要求 6.2.1.2 出口堰高hw
hw=hL-how
对平流堰 how=0.00284ELhLw??2/3
由Lw/DT=0.56/0.8=0.7 及Lh/Lw2.5=5.237/0.562.522.3158