苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
D?1.19?102kmol/h W?0.30?102kmol/h
式中 F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量
3 塔板数的确定
（1）理论板层数NT的求取
苯一甲苯属理想物系，可采逐板计算求理论板层数。①求最小回流比及操作回流比。 采用恩特伍德方程求最小回流比。
???ai(xD,i)mam?1?ai???Ri(xF, ???i)a?1?qi??
解得，最小回流比
Rm?0.73
取操作回流比为
R?1.8Rm?1.31
②求精馏塔的气、液相负荷
L?RD?1.31?119?155.89(kmol/h) V?(R?1)D?(1.31?1)?119?274.89(kmol/h)
V'?(R?1)D?(1?q)F?2.31?119?274.89(kmol/h) L'?RD?qF?1.31?119?1?149?304.89(kmol/h)
③求操作线方程 精馏段操作线方程为
yRn?1?R?1xxDn?R?1?0.567xn?0.426
提馏段操作线方程为
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(泡点进料：q=1) 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
WxL'yn?1?'xn?W?1.109xn?0.011VV'
（2）逐板法求理论板
1xD?(1?xd)[?] 可解得 ?=2.47 ??1xF1?xf又根据Rmin?相平衡方程 y??x2.475x 解得 ?1?(??1)x1?1.475xy?y2.47xx?2.47?1.47y 1?1.47x 变形得
用精馏段操作线和相平衡方程进行逐板计算
y1?xD = 0.983 ， x1?y1y1?=0.959
y1??(1?y1)y1?2.475(1?y1)y?0.9592.47?1.47y
y2?0.567x1?0.426?0.970，
x2?y3?0.567x2?0.426?0.953x3?，
y?0.8912.47?1.47y3 y?0.8452.47?1.47y4
y4?0.567x3?0.426?0.931x4?，
y5?0.567x4?0.426?0.905x5?，
y?0.7952.47?1.47y5 y?0.7422.47?1.47y6
y6?0.567x5?0.426?0.877x6?，
因为,
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苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
x6?0.742?xF?0.780
故精馏段理论板 n=5，用提留段操作线和相平衡方程继续逐板计算
x7?，
y7?0.567x6?0.426?0.811y?0.6352.47?1.47y7
y8?0.567x7?0.426?0.693x8?，
y?0.4782.47?1.47y8 y?0.3042.47?1.47y9 y?0.1642.47?1.47y10
y9?0.567x8?0.426?0.519x9?，
y10?0.567x9?0.426?0.326x10?，
y11?0.567x10?0.426?0.171x11?，
y?0.0772.47?1.47y11
因为，
x11?0.077?xW?0.099
所以提留段理论板 n=5（不包括塔釜） （3）全塔效率的计算
查温度组成图得到，塔顶温度TD=80.94℃，塔釜温度TW=105℃，全塔平均温度Tm =92.97℃。
分别查得苯、甲苯在平均温度下的粘度
?A?0.272(mPa?s)，?B?0.279(mPa?s)
平均粘度由公式，得
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苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
?m?0.780?0.272?0.22?0.279?0.274(mPa?s)
全塔效率ET
ET?0.17?0.616lg?m?0.17?0.616lg0.274?0.516
（4）求实际板数 精馏段实际板层数
N精?5?9.69?10（块）0.516
提馏段实际板层数
N提?5?9.69?10（块）0.516
进料板在第11块板。
1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算
（1）操作压力计算
塔顶操作压力P＝4+101.3 kPa 每层塔板压降 △P＝0.7 kPa
进料板压力PF＝105.3+0.7×10＝112.2 kPa 塔底操作压力Pw=119.3 kPa
精馏段平均压力 P m1 ＝（105.3+112.3）／2＝108.8 kPa
提馏段平均压力P m2 =（112.3+119.3）/2 =115.8 kPa （2）操作温度计算
依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯、甲苯的饱和蒸气压由
安托尼方程计算，计算过程略。计算结果如下： 塔顶温度tD?80.90℃
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苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
进料板温度tF＝85.53℃
塔底温度tw=105.0℃
精馏段平均温度tm=（ 80.9.+85.53）/2 = 83.24℃
提馏段平均温度tm=（85.53+105.0）/2 =95.27℃ （3）平均摩尔质量计算 塔顶平均摩尔质量计算
由xD=y1=0.957,代入相平衡方程得x1=0.959
ML,Dm?0.959?78.11?(1?0.959)?92.13?78.69(kg/kmol)MV,Dm?0.983?78.11?(1?0.983)?92.13?78.35(kg/kmol)
进料板平均摩尔质量计算
由上面理论板的算法，得yF＝0.877， xF＝0.742
MV,Fm?0.877?78.11?(1?0.877)?92.13?79.83(kg/kmol)ML,Fm?0.742?78.11?(1?0.742)?92.13?81.73(kg/kmol)
塔底平均摩尔质量计算
由xw=0.077,由相平衡方程，得yw=0.171
MV,Wm?0.171?78.11?(1?0.171)?92.13?89.74(kg/kmol)
ML,Wm?0.077?78.11?(1?0.077)?92.13?91.05(kg/kmol)
精馏段平均摩尔质量
MVm?
78.35?79.83?79.09(kg/kmol)2
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