:
50?tF50-48?
0.5757-0.44890.5?0.448940?tD40-35 ?1.0410-0.82310.97?0.8231
=49.19℃
: =36.63℃
: =62.52℃
故 塔顶与塔底平均温度T=49.58℃ 步骤二:由内插关系式求粘度:
表2 各组分的粘度与温度的关系
温度T℃ μ60 40
正戊烷
(mPa·s) μ0.172 0.199
正己烷
(mPa·s) 0.217 0.255
L
查表2并根据内插关系计算塔顶与塔底平均温度下的液相黏度μ
?A??下??上??下10(t?t下)?0.199?0.172?0.199(48.41?40)?0.51101110?B??下??上??下10(t?t下)?0.255?0.217?0.255(48.41?40)?0.651952 10故 lg??xAlg?A?(1?xA)lg?B
?(1?0.5757)?lg0.651952 =0.5757?lg0.511011=-0.2467
得 μL=0.56665 mPa·s
表3 各组分的相对挥发度与温度的关系 温度T℃
36.63 62.52
相对挥发度 3.11 2.709
平均挥发度 2.9095
所以 塔效率ET=0.49(αμL)-0.245
= (2.90950.56665)-0.245
=0.4335
精馏段实际板层数 NP(精)=50.4335≈12 提留段实际板层数 NP(提)=30.4335≈7
总实际板层数 NP= NP(精)+ NP(提)=12+7=19
3.4操作压力的计算
塔顶操作压力 pD?p当地?p表?101.33?4?105.33kPa 每层塔板压降
进料板压降 pF?105.33?0.7?12?113.73kPa 塔底压降 pw?105.33?0.7?19?118.63kPa 精馏段平均压降 =(105.33+113.73)2=109.53 kPa 提馏段平均压降 pm'?113.73?118.63?116.18kPa
23.5操作温度的计算
1 塔顶温度:36.63℃
计算如下:根据表1各组分的饱和蒸汽压与温度的关系数据
T=
40?tD40?35?求得T=36.63℃
1.0410?0.82310.97?0.82312 塔釜温度:同上用内插法可求得:62.52℃
3 加料板温度:50.15℃
计算如下:根据加料板, =36.63℃时 X=0.97 , =62.52℃时 X=0.03
的数据由内插法可以得: 0.97?0.030.479?0.03? →求得T=50.15℃
62.52?36.6362.52?T4精馏段温度:43.39℃
计算如下: T=(36.63+62.52)2 =43.39℃ 5 提馏段温度:56.34℃(同4的求法) 6 全塔温度:49.58℃
计算如下:T=(50.15+62.52)2 = 49.58℃
3.6平均摩尔质量计算
1.塔顶气、液混合物平均摩尔质量:由xD=y1=0.97和相平衡方程,得 x1=0.916
MVDm=0.97×72+0.03×86= 72.42kgkmol MLDm=0.916×72+0.084×86=73.18kgkmol
进料板气、液混合物平衡摩尔质量:由图解理论板(见图1),得xF=0.479,根据相平衡方程,得yF=0.731
MVFm=0.731×72+0.269×86=75.77 kgkmol MLFm=0.479×72+0.521×86=79.29 kgkmol a.精馏段气、液混合物平均摩尔质量: MVm=(72.42+75.77)2= 74.10kgkmol MLm=(73.18+79.29)2=76.24 kgkmol
塔釜气、液混合物平均摩尔质量:由x=0.03和相平衡方程,得
MVDm=0.084×72+0.916×86=84.82 kgkmol MLDm=0.03×72+0.97×86=85.58kgkmol b.提馏段气、液混合物平均摩尔质量: MVm=(84.82+75.77)2= 80.30kgkmol MLm=(85.58+79.29)2=82.44 kgkmol
3.7平均密度计算
3.7.1气相平均密度 由理想气体状态方程计算,即
精馏段的气相平均密度: ρ
Vm=
109.53?74.103
?3.08kgm
8.314??43.39?273.15?
提馏段的气相平均密度:
Vm=
ρ
116.18?81.913
?3.47kgm
8.314??56.34?273.15?3.7.2液相平均密度 液相平均密度计算公式:
表4 各组分的液相密度与温度的关系
温度(℃) 正戊烷(kgm3) 正己烷(kgm3)
0 645.9 675.1 10 636.2 666.2 20 626.2 657.2 30 616 648.1 40 605.5 638.9 50 594.8 629.5 60 583.7 620 70 572.2 610.2 80 560.3 600.2 90 547.9 589.9 100 535 579.3
①塔顶液相平均密度 塔顶温度:℃
由表4数据,根据内插法可得:
塔顶液相的质量分数为
?A?0.97?72?0.964
0.97?72?0.03?86?L,Dm?10.964612.46?0.036642?613.48kg/m3
②进料板液相平均密度 进料板温度:tF=49.19℃ 由表4数据,根据内插法可得:
进料板液相的质量分数为
?A?0.479?72?0.435
0.479?72?0.521?86?L,Fm?10.435595.67?0.565630.26?614.73kg/m3
a.精馏段液相平均浓度为
ρ
3
Lm=(613.48+614.73)2=614.11 kgm
同理可得:①釜液温度:℃ 由表4数据,根据内插法可得:
塔釜液相的质量分数为
?A?0.03?72?0.025
0.03?72?0.97?86?L,Dm?0.025580.81?0.975?616.56kg/m3
617.53b.提馏段液相平均浓度为
ρ
3
Lm=(616.56+614.73)2=615.65 kgm
3.8精馏段、提馏段的液体平均表面张力计算
液相平均表面张力计算公式: σ
Lm=
表5 各组分的表面张力与温度的关系
温度(℃)
0 10 20 30 40 50
正戊烷(10)
18.2 17.1 16 14.92 13.85 12.8
-3正己烷(10)
20.1 19.06 18.02 17 15.99 14.99
-3