吉林化工学院化工原理课程设计
y3?0.921;x3?0.824y4?0.865;x4?0.719y5?0.787;x5?0.597y6?0.698;x6?0.480y7?0.612;x7?0.387?xf?0.45所以第7块板上进料，以后将数据代入提馏段方程中。 0.507y8?1.326?0.387?0.0065?0.507;x8??0.2912.5?1.5?0.507y9?0.379;x9?0.196y10?0.253;x10?0.119y11?0.151;x11?0.0664y12?0.0931;x12?0.0392y13?0.0454;x13?0.0187?xw?0.02所以总理论板数为NT?13块（包括再沸器），第7块板上进料。 1.2.7实际板数的求取
由苯与甲苯不同温度下的平衡组成作出其二元液相图。由图可知xw?0.02对应的温度为塔底温度，查得为tW?109.6℃。
1211t?220.8由它们的安托因方程[2]
13450甲苯：logpB?6.08?t?219.5苯：logPA0?6.031?0p?pBxD?0?0.98 0PA?PB假设一个泡点t,代入上式检验，可知只有tD?80.48℃时，算出的xD?0.98，所以塔顶的温度
（80.48?109.6）℃/2?95.04℃。由经验式为tD?80.48℃。这样，平均塔温为t?[3]
?ET?0.49(??)?0.245
式中，μ—相对挥发度；
?—加料液体的平均粘度；
?及μ为塔顶及塔底平均温度时的数值。
在95.04℃苯的粘度：0.268厘泊。 甲苯的粘度：0.276厘泊。
0.268?0.276?0.272厘泊 加料液体的平均粘度：
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ET?0.49?(0.272?2.5)?0.245?0.538。 精馏段实际板层数 N精?7/0.538?13 提馏段实际板层数 N精?6/0.538?12
1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 1.3.1进料温度的计算
依式ET=0.49（??L）?0.245
查苯—甲苯的气液平衡数据，由内插法求得
tF：
98.6?102.2tF?102.2? ?tF?99.20℃
30.0?20.045.0?20.0tD?80.48℃
tW?109.6℃
精馏段平均温度： tm1?提馏段平均温度： tm21.3.2 操作压强
塔顶压强PD =101.3kPa
取每层塔板压降ΔP=0.7kPa，进料板压强：PF =101.3+13×0.7=110.4kPa 塔底压强：Pw=101.3+25×0.7=118.8 kPa
(101.3?110.4)?105.9kPa
2(110.4?118.8)?114.6kPa 提馏段平均操作压力： Pm2?2(80.48?99.2)?89.84?C
2(99.20?109.60)??104.4?C
2精馏段平均操作压力：Pm1?1.3.3平均摩尔质量的计算 塔顶： XD=Y1=0.98，X1=0.951
MVDm?0.98?78.11?(1?0.98)?92.13?78.39kg?mol-1MLDm?0.951?78.11?(1?0.951)?92.13?78.80kg?mol9
-1
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进料板：YF=0.612，XF=0.387
MVFm?0.612?78.11?(1?0.612)?92.13?83.55kg?mol-1MLFm?0.387?78.11?(1?0.387)?92.13?86.71kg?mol-1
塔釜： XW=0.0187，YW=0.0454
MVWm?0.0454?78.11?(1?0.0454)?92.13?91.50kg?mol-1MLWm?0.0187?78.11?(1?0.0187)?92.13?91.88kg?mol-1
78.39?83.55?80.97Kg?mol-1
278.80?86.71?82.76kg?mol-1 MLm1?291.50?83.55?87.53kg?mol-1 提馏段平均摩尔质量：MVm2?2
86.71?91.88MLm2??89.30kg?mol-1
2 精馏段平均摩尔质量：MVm1?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：?vm1?提留段气相密度：?vm2?(2) 液相平均密度?Lm计算 由式 1Pml?Mvm1105.9?80.97??2.84kg/m3
RTm18.314?(89.84?273.15)Pm2?Mvm2114.6?87.53??3.196kg/m3
RTm28.314?(104.4?273.15)?Lm???i?i??A?B? 求相应的液相密度。 ?LA?LB当tD?80.48?C时,用内插法求得下列数据
aAD?0.98?78.11?0.976
0.98?78.11??1?0.98??92.13 ?A?814.46kg/m3 ?B?809.53kg/m3
?LDm?1/(0.9760.024?)?813.01kg/m3814.46809.53 对于进料板：tF?99.2?C用内插法求得下列数据
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?A?792.5kg/m3 ?B?790.2kg/m3
aAF?0.387?78.11?0.350.387?78.11??1?0.387??92.130.350.65?)?791.14kg/m3 792.5790.2
?LFm?1/(对于塔底：tW?109.6?C
?A?780.69kg/m3?B?781.56kg/maAF?3
0.02?78.11?0.017
0.02?78.11??1?0.02??92.13?LWm?1/(0.0170.983?)?781.25kg/m3 780.69781.56?LDm??LFm813.01?791.14????802.08kg?m-3Lm1精馏段平均密度： 22?LWm??LFm791.14?781.25????786.20kg?m-3Lm2提馏段平均密度： 221.3.5液体平均表面张力计算 液体表面张力σ
M
?Lm=?xi?i 由tD?80.48?C 查手册得
?LA?20.82mN?m-1,?LB?21.01mN?m-1
?LDm?0.98?21.21?(1?0.98)?21.64?21.22mN?m-1
由tF?99.20℃ 查手册得
?LA?18.95mN?m-1,?LB?19.58mN?m-1
?LFm?0.387?18.95?(1?0.387)?19.58?19.33mN?m-1 由tW?109.6?C查手册得
-1 ?LA?17.49m?N?mL,?B118.?25- mNm11
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?LDm?0.02?17.49?(1?0.02)?18.25?18.23mN?m-1 精馏段平均表面张力： ?Lm1? 提馏段平均表面张力： ?Lm221.22?19.33?20.28mN?m-1
219.33?18.25??18.79mN?m-1
21.3.6液体平均粘度计算 塔顶液相平均的黏度的计算 由tW?80.48℃ 查表得：
?A?0.307mPa?s
?B?0.310mPa?sLg?LDm?0.98Lg0.307?0.02Lg0.310 ??LDm?0.307mPa.s
进料板液相平均黏度的计算
由tF?99.2℃ 查表得：
?A?0.259mPa.s ?B?0.278mPa.s
同理可得??LFm?0.270mPa.s
由tW?109.6℃ 查表得：
?A?0.236mPa.s
?B?0.247mPa.s同理可得??LWm?0.247mPa.s
?Lm?(0.307?0.270?0.247)?0.275mPa.s
31.4 精馏塔工艺尺寸的计算 1.4.1塔径的计算 精馏段气液相体积流率为
精馏段 VS1?V?MVm1169.31?80.97??1.341m3?s?1
3600??Vm13600?2.84L?MLm1124.52?82.76??0.00357m3?s?1
3600??Lm13600?802.0812
LS1?