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1、A- 全塔的物料衡算全塔的物料衡算1 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率计算：原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率计算：苯的摩尔质量 =78.11kg/kmol氯苯的摩尔质量 =112.56kg/kmol= =0.640.55 78.110.45 112.56 + 0.55 78.11=0.980.97 78.110.03 112.56 + 0.97 78.11=0.0030.002 78.11 0.002 78.11 + 0.998 112.56 2 2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量：原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量：=0.36112.56+（1-0.36）78.11= 90.51
2、 kg/kmol=0.02112.56+（1-0.02）78.11= 78.80=0.997112.56+（1-0.997）78.11= 112.463 3、原料液及塔顶底产品的摩尔流率原料液及塔顶底产品的摩尔流率依题目给条件：一年以 300 天，一天以 24 小时计W=30000（t）30024= 4166.67kg/h4 4 物料衡算：物料衡算：原料处理量： F=46.04 kmol/h4166.6790.51总物料衡算：46.04=D+W苯衡算：0.6446.04=0.98D+0.003W联立求得：D=30.02 kmol/hW=16.02 kmol/hB-B-塔板数的确定一、理论版层数
3、的求取2、求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。在图 3-1 中对角线上，自点e（0.64，0.64）作垂线ef即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为=0.88， =0.64=0.42- - 0.98 0.880.88 0.64操作回流比选择 2 倍最小回流比R=2=0.833、求精馏塔的气、液相负荷L=RD=0.8330.02=24.92 kmol/hV=(R+1)D=3.8430.02=54.94 kmol/h=L+F=24.92+54.94=79.86 koml/h=V=54.94 kmol/h4、求操作线方程精馏段操作线方程y= x+=0.98 =0.45x+0.542
4、4.9254.94 +30.0254.94提馏段操作线方程=-=- 0.003=1.45x+0.00179.8654.9416.02 54.944、 图解法求理论版层数采用图解法求理论板层数，如图所示。求解结果为总理论板层数 =9.5(包括再沸器)进料板位置 =4二、实际版层数的求取1、全塔效率 ET= 58%2、实际板层数 N=16精馏段实际板层数 = 3/0.58=5.176精提馏段实际板层数 = 5/0.58=8.629提C-精馏塔的工艺条件及有关物性数据的 计算操作压力计算塔顶操作压力 =101.3+4=105.3 kPa每层塔板压降 P=0.70 kPa进料板压力 =105.3+0.
5、76=109.50 kPa精馏段平均压力 =（105.3+109.50）/2=107.40精kPa塔底压力 =109.50+0.709=115.8 kPa提馏段平均压力 =(115.81+109.50)/2=112.65 kPa提操作温度计算表 3-2 苯- -氯苯安托尼常数安托尼系数ABC苯15.90082788.51-52.36氯苯16.06763295.12-55.60根据操作压力，通过泡点方程及安托尼方程计算，可得塔顶温度 =82.10 进料板温度 99.50 =塔底温度 135.00 =精馏段平均温度 （82.10+99.50）/2=88.75 精=提馏段操作温度 （99.50+13
6、5）/2=115.00 提=平均摩尔质量计算平均摩尔质量计算1、塔顶平均摩尔质量计算由，查平衡曲线，得=0.93= 1= 0.98 1x=0.9878.11+（1-0.98）112.56=78.80 kg/kmol0.9378.11+（1-0.93）112.56=80.52 kg/kmol=2、进料板平均摩尔质量计算查平衡曲线 得0.87 =0.57=0.8778.11+（1-0.87）112.56=82.60 kg/kmol0.5778.11+（1-0.57）112.56=92.92 kg/kmol=3、塔底平均摩尔质量计算查气液平衡图。0.0321= = 0.0031=0.03278.11
7、+（1-0.032）112.56=111.46 kg/kmol=0.00378.11+（1-0.003）112.56=112.45 kg/kmol=4、精馏段平均摩尔质量（78.80+82.60）/2=80.70 kg/mol精=（80.52+92.92）/2=86.72 kg/mol精5、提馏段平均摩尔质量82.60+111.46）/2=97.03 kg/mol提= （103.55 kg/mol提= （112.45 + 92.92）/2 =平均密度计算1、气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即=2.88 kg/m精=精精107.40 80.708.314（88.75 + 273.15）3
8、.32 kg/m提=提提=110.46 97.038.314（115.00 + 273.15）=2、液相平均密度计算液相平均密度依计算，即1/Lmii（1）塔顶液相平均密度的计算由=82.10，查化学化工物性数据手册得DtC，故= 812.7/= 1037.60/=815.06 kg/m1/(0.98/812.7 + 0.02/1037.6)31816.07/(0.98/812.50.02/1039.7)LDmkg m（2）进料板液相平均密度的计算 由=99.5，查化学化工物性数据手册得FtC，3792.1/Akg m31019.7/Bkg m进料板液相的质量分率=0.820.87 78.11
9、 0.87 78.11 + （1 0.87） 112.56=884.40kg/m=1 0.82/792.1 + （1 0.82）/1019.7（3）塔底液相平均密度的计算由=135=408.15K，查化学化工物性数据手册得WtC，故3750.4/Akg m3979.4/Bkg m=978.501/(0.003/750.4 + （1 0.003）/979.4) =精馏段液相平均密度为=850.06kg/m精816.07 + 884.402提馏段液相平均密度为=902.17kg/m提884.40 + 919.942液相平均表面张力计算液相平均表面张力计算 液相平均表面张力计算公式Lmiix1、塔顶
10、液相平均表面张力的计算由=82.10，查化学化工物性数据手册得DtC，20.82/AmN m26.04/BmN m=0.9820.82+0.0226.04=20.92 mN/m2、进料板液相平均表面张力的计算由=99.5，查化学化工物性数据手册得FtC，18.60/AmN m23.96/BN m=0.5718.60+0.4323.96=20.89 mN/m3、塔底液相平均表面张力的计算由=135，查化学化工物性数据手册得WtC，14.48/AmN m20.06/BN m=0.00314.48+0.99720.06=20.04 mN/m精馏段液相平均表面张力为（20.89+20.92）/2=20
11、.90 mN/m精=提馏段液相平均表面张力为（20.89+20.04）/2=20.46 mN/m提=液相平均粘度计算液相平均粘度计算 液相平均粘度依计算公式lglgLmiix1、塔顶液相平均粘度的计算由=82.10，查化学化工物性数据手册得DtC，0.312AmPa s0.424BmPa s=0.98lg（0.312）+0.02lg（0.424）解得=0.32mPas2、进料板液相平均粘度的计算由=99.5，查化学化工物性数据手册得FtC，故0.261AmPa s0.364BmPa s=0.57lg（0.261）+0.43lg（0.364）=0.29mPas3、塔底液相平均粘度的计算由=135
12、，查化学化工物性数据手册得WtC，故0.191AmPa s0.280BmPa s=0.003lg（0.191）+0.997lg（0.28）解得 =0.27 mPas精馏段液相平均粘度为（0.29+0.32）/2=0.31 mPas=提馏段液相平均粘度为（0.29+0.27）/2=0.28 mPas=精馏塔的塔体工艺尺寸的计算精馏塔的塔体工艺尺寸的计算1、塔径的计算、塔径的计算 1、精馏段塔径精馏段气、液相体积流率为=0.3964 m/s精3600精54.94 80.703600 2.88=0.0007 m/s精3600精24.92 86.723600 850.06由 =C maxuLVV 式中
13、 C 由式计算，其中由图 3-2 查取，图的横坐标为2 . 02020CC20C= =0.034=0.034()120.0007 3600 0.40 3600(850.06 2.88)12初选板间距，取板上液层高度，故0.40THmmhL06. 00.400.060.34TLHhm查 Smith 关联图，见图，得C20=0.072Smith 关联图依式校正物系表面张力为20.90 mN/m时的 C2 . 02020CC=0.072=0.07262 . 02020CC(20.90 20)0.2最大空塔气速 =C=0.0726=1.26m/s 850.06 2.882.88max852.502.810.07261.262/2.81LVVuCm s 可取安全系数为 0.70（0.60.8），则空塔气速u=0.70=0.884mmax0.700.70 1.2620.884/uum s故 D=
