年产24万吨的苯-甲苯混合液筛板(3)

3.3操作线方程

精馏段方程为 yn?1?xdRxn??0.682xn?0.316 R?1R?1WxwL?qFxm??1.132xm?0.005

L?qF?WL?qF?W提馏段方程为 ym?1?3.4逐板计算法求理论板层数

平衡方程 y?2.51x

1?1.51x精馏段方程 y?0.682x?0.316

y1?xD

y1?0.992??平???x1?0.980??精???y2?0.984??平???x2?0.961??精???y3?0.971??平???x3?0.930??精???y4?0.950??平???x4?0.883??精??? y5?0.918??平???x5?0.816??精???y6?0.873??平???x6?0.733??精???y7?0.816??平???x7?0.693??精???y8?0.752??平???x8?0.5480.548?x8?xF?0.594

提馏段方程 y?1.132x?0.005

x8?0.548??提???y9?0.615??平???x9?0.389??提???y10?0.435??平???x10?0.235??提???y11?0.261??平???x11?0.123??提???y12?0.134??平??? x12?0.058??提???y13?0.061??平???x13?0.025??提???y14?0.023??平???x14?0.009?xW?0.024总理论板数为 NT?14层 （包括再沸器）

3.5全塔效率ET估算

查温度组成图得到塔顶温度TD?80.49?C，塔釜温度TW?89.55?C，全塔平均温度=95.00℃ 分别查得苯甲苯的平均温度下的粘度

μA?0.267mpa?s μB?0.275mpa?s

平均粘度公式得

μm?0.594?0.267?0.275??1?0.594??0.270

全塔效率ET?0.49αμm???0.245?53.9%

3.6求实际板数

精馏段实际板层数

N精?8?14.84?15

0.539提馏段实际板层数

N提?6?11.13?12

0.539进料板在第15块板

4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

4.1操作压力计算

塔顶操作压力 P = 101.325+4 = 105.3kPa 每层塔板压降 △P ＝ 0.27 kPa

进料板压力 PF?105.3?0.27?15?109.35kpa 塔底操作压力 PW?112.32kpa

精馏段平均压力 Pm1?105.3?109.35/2?107.3kpa 提馏段平均压力 Pm2?109.35?112.32/2?110.8kpa

????4.2安托尼方程计算

依据操作压力，有泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯，甲苯的饱和蒸汽压有 计算结果如下

塔顶温度 tD?80.49℃ 进料板温度 tF?89.55℃ 塔底温度 tW?109.51℃

精馏段的平均温度 tm1?80.49?89.55/2?85.02℃ 提馏段的平均温度 tm2?89.55?109.51/2?99.53℃

????4.3平均摩尔质量计算

塔顶平均摩尔质量就算

由 xD?y1?0.992，代入相平衡方程得x1?0.980

ML,Dm?0.980?78.11??1?0.980??92.13?78.39kg/kmol MV,Dm?0.992?78.11??1?0.992??92.13?78.22kg/kmol

进料板平均摩尔质量计算

由上面理论板的算法，得yF?0.753 ， xF?0.548

MV,Fm?0.753?78.11??1?0.753??92.13?81.57kg/kmol ML,Fm?0.548?78.11??1?0.548??92.13?84.45kg/kmol

塔底平均摩尔质量计算

由xW?0.02 ，由相平衡方程，得yW?0.049

MV,Wm?0.049?78.11??1?0.049??92.13?91.44kg/kmol ML,Wm?0.02?78.11??1?0.02??92.13?91.85kg/kmol

精馏段平均摩尔质量

MVm?78.22?81.57?79.90kg/kmol

2MLm?78.39?84.45?81.42kg/kmol

2提馏段平均摩尔质量

MVm?81.57?91.44?86.51kg/kmol

284.45?91.85?88.15kg/kmol

2MLm?4.4平均密度计算

气相平均密度计算

有理想气体状态方程计算，精馏段的平均气相密度即

ρVm?PVM107.3?79.90??2.89kg/m3 RTm8.314??85.02?273.15?提馏段的平均气相密度

ρVm?PVM110.8?86.51??3.09kg/m3 RTm8.314??99.53?273.15?液相平均密度计算

液相平均密度依下式计算，即

1/ρLm?aA/ρLA?aB/ρLB

塔顶液相平均密度计算 由tD?80.49℃，查得

ρA?813.6kg/m3 ρB?808.6kg/m3

塔顶液相的质量分率已知aa?0.99

1ρL,Dm?0.990.01 ；得ρL,Dm?813.5kg/m3 ?813.6808.6进料板液相平均密度计算 由tF?89.55℃，查得

ρA?805.4kg/m3 ρB?801.4kg/m3

进料板液相的质量分率为已知αA?0.554

1ρL,Fm?0.5540.446 ?805.4801.4ρL,Fm?803.6kg/m3

塔底液相平均密度的计算 由tW?109.51℃，查得

ρA?778.6kg/m3 ρB?780.5kg/m3

塔底液相的质量分率已知αA?0.02

1ρL,Wm?0.020.98 ?778.6780.5ρL,Wm?780.5kg/m3

精馏段液相平均密度为

ρLm?813.5?803.6?808.6kg/m3

2提馏段液相平均密度为

ρLm?780.5?803.6?792.1kg/m3

24.5液体平均表面张力计算

液相平均表面张力依下式计算，即

ζLm??xζl?1n22

塔顶液相平均表面张力的计算 由tD?80.49℃，查得

ζA?21.14mN/m ζB?21.65mN/m

ζL,Dm?0.992?21.14?0.008?21.65?21.14mN/m

进料板液相平均表面张力的计算