精馏塔全塔物料衡算
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一、精馏塔全塔物料衡算
)(:)(:)(:s
kmol W s
kmol D s
kmol F 塔底残液流量塔顶产品流量进料量：塔底组成
：塔顶组成、下同）：原料组成（摩尔分数x
x x w
D F
a
t F 4102.1⨯= 00F 46=x 00D 93=x 00W 1=x
kmol
kg
04.32=M
甲醇
kmol
kg
02.18=M
水
原料甲醇组成：
00F 4.3202.18/5404.32/4604
.32/46=+=
x
塔顶组成：00D 2.8802
.18/704.32/9304
.32/93=+=x
塔底组成：00W 6.002
.18/9904.32/104
.32/1=+=x
进料量：
s kmol a t F 2344
10205.23600
24300]02.18/)324.01(04.32/324.0[10102.1102.1-⨯=⨯⨯-+⨯⨯=⨯= 物料衡算式为：
x x x W
D F W D W
D F F +=+=
联立代入求解：3
108-⨯=D 2
10405.1-⨯=W
二、常压下甲醇—水气液平衡组成（摩尔）与温度关系
1、温度
C C C o o o t t t t t t t t t 2.99..........................06.010031.509.9210076.66......................1002.887.6441.871009.667.6452.68....................67.74.323.9026.967.79.883.90W
W W D D D F F F =--=--=--=--=--=--：：： 精馏段平均温度：
C o t t t
64.67276
.6652.682
D
F
1
=+=
+=
提馏段平均温度：C o t t t 86.832
76
.6652.682
W F
2=+=
+=
2、密度
已知：
p
T
a
a
o
o
B
B A A L
T
p a 4.22M
)
M (1
V
=
+
=
ρρ
ρ
ρ
混合气密度：为相对分子质量为质量分数，混合液密度：
塔顶温度：C o t
76.66D
=
气相组成：
00D
D
D 5.92 (1001007)
.6476.6610096.917.649.66=--=--y y
y ： 进料温度：C o
t
52.68F
= 气相组成：
00F
F
F
4.88 (100)
92.8452
.687062.8992.846870=--=--y y
y ：
塔底温度：C o
t 2.99W
= 气相组成：
00W
W
W 19.3.........................10002.9910034.2809.92100=--=--y y
y
： 1>精馏段： 液相组成：
001F D 13.60 (2)
)
(=+=
x x x x
气相组成：
001
F
D
1
45.90 (2)
)
(=+
=
y y y y
所以：
kmol
kg
7.309045.0102.189045.004.32V
kmol kg 474.26603.0102.18603.004.32L
M M 1
1
=-+⨯==-+⨯=）（）（
2>提馏段： 液相组成：
002F W 25.16 (2)
)
(=+=
x x x x
气相组成：
002
F
W
2
15.46 (2)
)
(=+
=
y y y y
所以：
kmol
kg
49.244615.0102.184615.004.32V
kmol kg
33.20165.0102.18165.004.32L
M M 2
2
=-+⨯==-+⨯=）（）（
由不同温度下甲醇和水的密度：
求得在
t
D
、
t
F
、
t
D
下的甲醇和水的密度（单位：3
-⋅m kg ）
51
.962 (852)
.96501
.01716.720.011
852
.965...................3.9652
.991003.9654.9589010072
.716 (7162)
.99100725716901002.99204
.759 (55)
.97993
.01564.74693.01
55
.979..................8.97776
.66702.9838.9776070564
.746 (74376)
.6670751743607076.66015
.855 (599)
.97846
.01628.74446.01
599
.978................8.97752
.68702.9838.9776070628
.744 (74352)
.6870751743607052.68W W
wW wW
cW cW
W
D D
cD wD
cD cD
D
F F
wF wF
cF cF
F
=-+=
=--=--=--=--==-+=
=--=--=--=--==-+=
=--=--=--=--=ρρ
ρρ
ρρ
ρρ
ρρ
ρρ
ρρ
ρρ
ρρ
C
C C o o
o
t
t t
所以：
11.8072
204.759015.8552L D F 1
=+=+=）
（）（ρρρ 76.9082
015.85551.9622L F W 2=+=+=）（）
（ρρρ