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简单板式精馏塔设计 双组分溶液直接蒸汽加热板式精馏塔设计 设计任务：规定F、xF、xD、xW，设计出能完成分离任务的板式精馏塔 1. 回流比 最小回流比 设夹紧点在精馏段，其坐标为(xe,ye)则 (1) 设夹紧点在提馏段，其坐标为(xe,ye) (2) 所需基础数据：气液相平衡数据 丙酮-水 xi = [0 0.01 0.02 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 1.0]; % 液相丙酮平衡浓度 yi = [0 0.253 0.425 0.624 0.755 0.793 0.815 0.830 0.839 0.849 0.859 0.874 0.898 0.935 0.963 1.0]; % 汽相丙酮平衡浓度 ti=[ 100 92.7 86.5 75.8 66.5 63.4 62.1 61.0 60.4 60.0 59.7 59.0 58.2 57.5 57.0 56.13 ];%平衡温度 甲醇-水 xi = [0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 1.0]; % 液相甲醇平衡浓度 yi = [0 0.134 0.234 0.304 0.365 0.418 0.517 0.579 0.665 0.729 0.779 0.825 0.870 0.915 0.958 0.979 1.00]; % 汽相甲醇平衡浓度 ti=[ 100 96.4 93.5 91.2 89.3 87.7 84.4 81.7 78.0 75.3 73.1 71.2 69.3 67.6 66.0 65.0 64.5 ];%平衡温度 来源：王志魁.化工原理（第三版），北京：化学工业出版社,2004 确定操作回流比 用Matlab或Excel工具求出N与R间的关系以确定适宜的回流比。(课堂讲解) 设计条件与任务： 已知F、xF、xD、xw或F、xF、xD和η，塔顶设全凝器，泡点回流，塔底间接(直接)蒸汽加热。 1 全塔物料衡算求产品流量与组成 （1）间接蒸汽加热 (1) (2) ① 若规定F、xF、xD、xw则直接联立求解方程(1)与(2) ② 若规定F、xF、xD和η (3) 先由式(3)求出xD，再联立求解方程(1)与(2)。 (2)直接蒸汽加热 (1) (2) 2 计算最小回流比 设夹紧点在精馏段，其坐标为(xe,ye)则 设夹紧点在提馏段，其坐标为(xe,ye) 基础数据：气液相平衡数据 3 确定操作回流比 4 计算精馏段、提馏段理论板数 ① 理想溶液 图解法或求出相对挥发度用逐板计算法求取。 ② 非理想溶液 相平衡数据为离散数据,用图解法或数值积分法求取 精馏段 因 所以 (4) 提馏段 因 蒸汽回流比 所以 (5) 式(4)、(5)中塔板由下往上计数。 5 冷凝器和再沸器热负荷 冷凝器的热负荷 再沸器的热负荷 待求量：进料温度tF、塔顶上升蒸汽温度tDV(与xD对应的露点温度)、回流温度tDL(与xD对应的泡点温度)、再沸器温度tw(与xW对应的泡点温度)。 物性数据： ① 各组分在平均温度下的液相热容、气相热容或汽化热。 ② 各组分的热容方程常数 如 ③ 由沃森公式计算汽化热 6 计算实际塔板数 全塔效率：——OConnel公式 式中：α——塔顶与塔底平均温度下的相对挥发度； μL——塔顶与塔底平均温度下的液相粘度, mPa.s ①　精馏段 式中：α——精馏段平均温度下的相对挥发度；μL——精馏段平均温度下的液相粘度, mPa.s