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即采出率为:
DxF?xW0.45?0.05???0.430 FxD?xw0.98?0.05由上式求出塔顶馏出液量为
D?0.430F?0.430?53.5?23.0kmolh 则塔釜残液量为
W?F?D?53.5?23.0?30.5kmolh
3.2塔板数的确定
3.2.1理论塔板数的确定
查化工手册得苯和乙苯的t-x-y关系如表（4-1）所示 表3-1苯-乙苯气液平衡数据
T/℃ 80 88 96 104 112 120 128 136 x 1．000 0.743 0.542 0.385 0.259 0.157 0.072 0.000 y 1.000 0.940 0.865 0.762 0.631 0.465 0.257 0.000 图3-1 苯-乙苯温度组成图
由图（3-1）可得q线与平衡线的交点坐标（xq，yq）为（0.45，0.815） 则最小回流比为Rmin?xD?yqyq?xq?0.98?0.815?0.45
0.815?0.45取回流比R?2Rmin?2?0.45?0.90 则精馏塔的气液负荷： 精馏段：
V?(R?1)D?(0.90?1)?23.0?43.7kmol/h L?RD?0.9?23.0?20.7kmolh
提馏段：由于泡点进料 q?1
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所以 V/?V?44.7kmolh
L/?L?F?20.7?53.5?74.2kmolh
精馏段操作线方程：
Rxyn?1?xn?D?0.474xn?0.516
R?1R?1提馏段操作线方程：
L'Wym?1?xm?xW?1.698xm?0.0349
V'V'
图3-2 理论塔板数图解法示意图
由图（3-2），画梯级可得理论板数为7（不包含塔釜），进料板为第4块板。
3.2.2实际塔板数的求取
塔板效率是气、液两相的传质速率、混合和流动状况，以及板间反混（液沫夹带、气泡夹带和漏液所致）的综合结果。板效率为设计的重要数据。
板效率与塔板结构、操作条件、物质的物理性质及流体力学性质有关，它反映了实际塔板上传质过程进行的程度。
蒸馏塔可用相对挥发度与液相黏度的乘积作为参数来关联全塔效率，其经验式为：
ET?0.49???L??0.245
由t-x-y曲线可知：tD?82℃、tW?132℃、tF?100℃
tD?tW?tF?104.7℃ 3查化工数据手册得平均温度下的液相中各组分的黏度：
全塔平均温度 t?
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表3-2平均温度下液相中组分的黏度
组分 黏度?（mPa·s） 苯A 0.224 乙苯B 0.276 则有 ?LF?0.45?0.2224?(1?0.45)?0.276?0.25 同理 ?LD?0.23、?LW?0.27
0.25?0.23?0.27?0.25
3查手册得，在104.7℃下，相对挥发度??5.11 则全塔效率
平均黏度 ?L?ET?0.49???L??0.46?0.245?0.245?0.49?5.11?0.25?
计算实际塔板数
精馏段 NP精?NT4??9 ET0.46NT3??7 ET0.46提馏段 NP提?故全塔实际所需塔板数N?16块，加料板位置在第9块。
3.3塔和塔板的主要工艺尺寸计算 塔顶物料平均千摩尔质量为：
MD?xDMA?(1?xD)MB?0.98?78?0.02?106?78.6kgkmol
塔顶气相密度为
?g?PMD101.3?78.6??2.70kgm3 RT8.314?(273?82)塔顶液相密度及表面张力近似苯计算。由《化工原理》上册附录二可查得20?C下苯的密度???879kgm，体积膨胀系数??12.4?10?4?C?1。计算可得82?C下苯的密度
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?L???8793 ??816kgm?41??(t?t?)1?12.4?10?(82?20)由《化工原理》上册附录十五可查得82?C下苯的表面张力??0.0197Nm 精馏段上升与下降的气液体积流量为 Vg?VMD?43.7?78.6?1273m3h?0.36m3s
2.70?gLMD VL??L?20.7?78.6?2.09m3h?5.8?10?4m3s
816初选板间距HT?500mm hL?0.085m，则分离空间为 HT?hL?0.5?0.085?0.415m 气液动能参数为
V LVg?L5.5?10?4??g0.354816?0.028 2.70
图3-3 史密斯关联图
由图（3-3）查得气体负荷因子C20?0.095，因表面张力的差异，气体负荷因子校正为
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C?C20?0.020??????0.2?0.095?0.020???0.0197??0.2?0.095ms
计算最大允许速率为
umax?L??g816?2.70?C?0.095??1.65ms
?g2.70取空塔速率为最大允许速率的0.75倍，则空塔速率为 u?0.75umax?0.75?1.65?1.24ms 则塔径为 D?4Vg?4?0.36?0.61m
3.14?1.24?u根据标准塔径圆整为 D?0.8m
再由表（2-5）可见，当塔径为0.8 m时，其板间距可取500 mm，因此，所设板间距可用。
塔高 Z?(NP?1)HT?(16?1)?0.5?7.5m
3.4溢流装置的设计
对平直堰，选堰长与塔径之比为 0.75 ，于是堰长为
lw?0.75D?0.75?0.80?0.60m VL5..8?10?4??3600?7.49 2.52.5lw0.6
图3-4 液流收缩系数
液流收缩系数E10