V?(1?R)D?(1?1.64)?39.73?104.89Kmol/hL'?L?qF?64.16?1?73.87?139.03Kmol/h
V'?V?104.89Kmol/h (4)操作线方程
精馏段操作线方程 yn?1? 提馏段操作线方程 ym?1?Rx1.640.966xn?D?xn??0.62xn?0.366 R?1R?12.642.64WxwL?qFxm??1.325xm?0.0153
L?qF?WL?qF?W,yq?0.701 两操作线交点横坐标为 xq?0.541 理论板计算过程如下：
采用图解法求理论塔板层数，如图1所示，可知
总理论板层数
NT=12(包括再沸器)
进料板位置 NF=6
塔内理论塔板数为11，精馏段理论板数为5，第6块板为进料板。 4.1.2实际板数的求取 全塔效率的计算： 用内插法求温度
0.592?0.4890.592?0.541? 得tF=90.7℃
92.1?89.4tF?89.40.088?00.088?0.047? 得tw=108.19℃
110.6?106.1tw?106.1
1?0.951?0.966? 得tD=80.88℃
81.2?80.2tD?80.2 平均温度 t=（tD+tw)/2=94.54℃
根据
表1 液体黏度?L
温
80
90
100 110 120
度,t,℃ ?LA /mPa ?LB mPa
0.308 0.316
0.289 0.295
0.255 0.264
0.233 0.254
0.215 0.228
用内插法求黏度
0.279?0.255?苯-0.255? 得μ
100?90100-95.5苯
=0.266MPa·S
0.286?0.264?甲苯-0.264? 得μ
100?90100-95.5L甲苯
=0.274MPa·S
根据奥康奈尔公式 Et?0.49?(??)?0.245?0.49?(2.47?0.270)?0.245?0.54 实际塔板数 精馏段 N精=5/0.54≈10 提馏段 N提=6/0.54≈12 实际在第11块塔板进料。
4.2 精馏段与提馏段的计算
4.2.1精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (1)操作压力的计算
塔顶的操作压力 PD?101.3KPa 取每层塔板的压降 ?P?0.7KPa
进料板压力 PF?101.3?0.7?11?109KPa 塔底压力 Pw?PF?0.7?12?107.4KPa 精馏段平均压力 Pm (2)操作温度的计算
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、甲苯的饱和蒸汽有安托尼方程计算，即：logp??A?式中 t---- 物系温度,℃ P* ----饱和蒸汽压，KPa A,B,C----Antoine常数
B t?C?(101.3?109)/2?105.15KPa
.4?109)/2?108.2KPa 提馏段平均压力 Pm?(117
其值见表：
表2 苯和甲苯的Antoine常数
组 分 苯（以A 表示） 甲苯（以B 表
示）
A 6.023 6.078
B 1206.35 1343.94
C 220.24 219.58
计算结果如下：
塔顶温度 ： tD=80.88℃ 进料板温度 tF=90.74℃ 塔板温度 ： tw=108.20℃
精馏段平均温度： tm?(80.88?90.74)/2?85.81?C 提馏段平均温度 ： tm?(108.20?90.74)/2?99.47?C (3)平均摩尔质量计算 ? 塔顶平均摩尔质量的计算
由y1?xD?0.966，代入相平衡方程，解得 x1?0.92
MVDm?0.966?78.11?(1?0.966)?92.13?78.59Kg/Kmol MLDm?0.920?78.11?(1?0.920)?92.13?79.23Kg/Kmol
? 进料板平均摩尔质量的计算
由 xF?0.541，查相平衡曲线 可知yF=0.744
MVFm?0.744?78.11?(1?0.744)?92.13?81.70Kg/Kmol MLFm?0.541?78.11?(1?0.541)?92.13?84.55Kg/Kmol
? 塔底平均摩尔质量计算:
由
xW?0.047, 查相平衡曲线得 yW?0.109
MVWm?0.109?78.11?(1?0.109)?92.13?90.60Kg/Kmol
MLWm?0.541?78.11?(1?0.541)?92.13?91.47Kg/Kmol
精馏段的平均摩尔质量为
MVm?(78.35?82.43)/2?80.39Kg/mol MLm?(78.70?86.51)/2?82.60Kg/mol
提馏段的平均摩尔质量为
MVm?(81.70?90.60)/2?86.15Kg/kmol MLm?(84.55?91.47)/2?88.01Kg/Kmol
(4)平均密度计算
① 气相平均密度计算
由理想气体状态方程式计算，即 精馏段 ?Vm? 提馏段 ?Vm?pm?MVm105.15?80.145??2.82kg/m3
RTm8.314?(85.81?273.15)pm?MVm113.6?86.15??3.16kg/m3
RTm8.314?(99.47?273.15) ② 液相平均密度计算
液相平均密度计算依下式计算，即：
1aAaB?Lm??LA??LB
表3 苯和甲苯的液相密度?L
温度
t/℃
80 812
90 803.9
100 792.5
110 780.3
120 768.9
?A/kg/m
3
?B/kg/m
3
808 800.2 790.3 780.3 770.0
塔顶液相平均密度的计算：
由tD=80.88℃ ，查液体在不同温度下的密度表得：
?苯?813.2kg/m3 ?甲苯?808.3kg/m3 ?LDm?1?813.0kg/m3
0.96/813.2?0.04/808.3 进料板液相平均密度的计算：
由tF?90.74?C，查液体在不同温度下的密度表得：
?苯?804.0kg/m3 ?甲苯?800.3kg/m3 ?LFm?1?802.1kg/m3
0.5/804.0?0.5/800.3 塔底液相平均密度的计算:
由tW?110.19℃ ,查液体在不同温度下的密度表得
?苯?780.3kg/m3
?甲苯?782.0kg/m3
?LWm?1?781.9kg/m3
0.04/780.3?0.96/782.0 精馏段液相平均密度： ?Lm?(813?802.1)/2?807.55kg/m3 提馏段液相平均密度： ?Lm?(781.9?802.1)/2?792kg/m3 (5)液体平均表面张力的计算
液相平均表面张力依下式计算，即：
?Lm??xi?i
n表4 液体的表面张力?
温度t /℃
80 21.27 21.69
90 20.06 21.20
100 18.85 19.94
110 17.66 18.41
120 16.49 17.31
i?1?A /mN/m
?B /mN/m
塔顶液相平均表面张力的计算: 由tD?80.88?C，查液体表面张力表得：
?苯?21.16mN/m ?甲苯?20.65mN/m
?LDm?0.966?21.16?0.034?20.65?21.14mN/m 进料板液相平均表面张力的计算: 由tF?90.74?C，查液体表面张力表得：
?苯?19.97mN/m ?甲苯?21.11mN/m
?LFm?0.541?19.97?0.459?21.11?20.49mN/m
塔底液相平均表面张力计算:
由tW?108.20?C ,查液体表面张力表得:
?苯?17.87mN/m ?甲苯?18.69mN/m
?LWm?0.047?17.87?0.953?18.69?18.65mN/m
精馏段液相平均表面张力为： ?Lm?(21.14?20.49)/2?20.82mN/m 提馏段液相平均表面张力为： ?Lm?(20.49?18.65)/2?19.57mN/m (6)液体平均黏度计算
液相平均黏度依下式计算，即：
lg?Lm??xilg?i