【正文】 w — 潤濕速率 ,m3/(m 下標 max— 最大的； min— 最小的； L—— 液相的； V— — 氣相的θ —— 液體在降液管內停留時間 ,s； μ —— 粘度 ,mPa對于二元混合物的分離，應采用常壓下的連續(xù)精餾裝置。將原料液通過預熱器加熱后送入精餾塔內。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，操作回流比取最小回流比的 倍。 精餾塔的物料衡算 原料液及塔頂、塔底產品的摩爾分數(shù) 苯的摩爾質量 78 /AM kg km ol? 甲苯的摩爾質量 92 /BM kg km ol? 0 . 4 5 / 7 8 0 . 4 9 10 . 4 5 / 7 8 0 . 5 5 / 9 2Fx ??? 0 . 9 6 / 7 8 0 . 9 6 60 . 9 6 / 7 8 0 . 0 4 / 9 2Dx ??? 0 . 0 4 / 7 8 0 . 0 4 70 . 0 4 / 7 8 0 . 9 6 / 9 2Wx ??? 原料液及塔頂、塔底產品的平均 摩爾質量 0 .4 9 1 7 8 0 .5 0 9 9 2 8 5 .1 2 6FM ? ? ? ? ? 0 .9 6 6 7 8 0 .0 3 4 9 2 7 8 .4 7 6DM ? ? ? ? ? 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 8 頁 共 30 頁 物料衡算 產品產出量 , 4000 5 0 . 9 7 ( / )7 8 . 4 7 6nDq k m o l h? ? ?? 總物料衡算 , F n Wqq?? 苯物料衡算 ,0 .4 9 1 0 .9 6 6 0 .0 4 7n F n Wqq? ? ? ? ?? ? ? 聯(lián)立解得 ,F,1 0 5 .4 9 9 /5 4 .5 2 9 /nnWq k m o l hq k m o l h?? 塔板數(shù)的確定 理論板層數(shù) 的確定 (1)求最小回流比及操作線回 流比 由于是飽和液體進料，查表得苯 — 甲苯的相對揮發(fā)度α =。39。39。,39。 39。 塔頂?shù)谝粔K塔板上升蒸氣進入冷凝器，冷凝為飽和液體。 離開第一塊理論板的液體組成 1x 應與 1y 平衡，可由相平衡關系求得。以此類推，基本過程如下 ： 11 ??? ???? xxy D 相平衡 22 ??? ??? xy 相平衡 33 ??? ??? xy 相平衡 44 ??? ??? xy 相平衡 55 ??? ??? xy 相平衡 66 ??? ??? xy 相平衡 Fxxy ???? ??? 77 相平衡 第 7塊板為加料板 88 ??? ??? xy 相平衡 99 ??? ??? xy 相平衡 1010 ??? ??? xy 相平衡 1111 ??? ??? xy 相平衡 1212 ??? ??? xy 相平衡 Wxxy ???? ??? 1313 相平衡 因此 總理論板數(shù)為 13（包括蒸餾釜），精餾段理論板數(shù)為 6，第 7塊板為進料遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 10 頁 共 30 頁 板。 （ 2）求實際塔板數(shù) 精餾段實際板層數(shù) P, 6 / 12N ??精 提留段實際板層數(shù) P, 7 / 14N ??提 總實際板層數(shù) P PP,N N 12 14 26N ? ? ? ? ?， 提精 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 11 頁 共 30 頁 精餾塔的精餾段工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 精餾段 的 操作壓力 塔頂操作壓力 DP = P P 1 0 1 .3 4 1 0 5 .3 k Pa? ? ? ?當 地 表 每層塔板壓降 kPa?Δ 進料板壓降 105 .3 12 113 .7Fp k P a? ? ? ? 精餾段平均壓降 (105 .3 113 .7 ) / 2 109 .5mp k Pa? ? ? 精餾段 的 操作溫度 由 苯和甲苯混合液（理想混合液）的 yx? 數(shù)據(jù) 查出各點溫度 塔頂溫度 ?? 進料板溫度 ?? 精餾段平均溫度 ( 8 0 .6 9 1 .3 ) / 2 8 5 .9 5 Cmt ? ? ? ? 精餾段氣、液混合物的 平均摩爾質量 塔頂氣、液混合物平均摩爾質量：由 1 ?? ， 得 1 ? 。 ? 0 .6 5 2 k g k m o l0 .4 3 1 k g k m o lVFmL F mMM ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 精餾段氣、液混合物平均摩爾質量： ( 7 8 . 4 8 8 5 . 3 5 6 ) / 2 k g k m o l( 7 9 . 1 2 8 5 . 9 6 6 ) / 2 k g k m o lVmLmMM ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 12 頁 共 30 頁 精餾段氣、液相的 平均密度 （ 1）氣相平均密度 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 31 0 9 . 5 8 1 . 9 1 8 3/8 . 3 1 4 ( 8 5 . 9 5 2 7 3 . 1 5 )m V mVmmpM k g mRT ?? ? ? ??? （ 2）液相平均密度 液相平均密度計算公式 1 /iim W??? ? 塔頂液相平均密度： 由 ??，查得 33kg m 80 3 kg m .AB? ? ?? ? ? ?? ? ? 31 = 8 1 4 .8 k g m0 .9 6 / 8 0 5 0 .0 4 / 8 0 3L D m? ? ?? 進料板液相平均密度：由 91..3FtC??，查得33k g m 7 9 9 .1 k g m .AB? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 進料板液相的質量分數(shù)為 0 .4 3 1 7 8 0 .3 9 10 .4 3 1Aw ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 31 = 8 0 0 .5 k g m0 .3 9 1 / 8 0 2 .7 0 .6 0 9 / 7 9 9 .1L F m? ? ?? 精餾段液相平均密度為 3( 80 0. 5 81 4. 8 ) / 2 80 7. 7 /Lm k g m? ? ? ? 精餾段 液相平均表面張力 液相平均表面張力計算公式 ： Lm i ix???? 塔頂液相平均表面張力： 由 ? ℃ ， 查 得 10A? ??? N/m 10B? ??? N/m 33( 0. 96 6 21 .2 0. 03 4 21 .7 ) 10 22 .2 2 10LD m? ??? ? ? ? ? ? ? N/m 進料板液相平均表面張力： 由 ? ℃ ,查得 10A? ??? N/m 10B? ??? N/m 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 13 頁 共 30 頁 33( 0. 43 1 19 .8 0. 56 9 20 .5 ) 10 20 .2 10LF m? ??? ? ? ? ? ? ? N/m 精餾段液相平均密度為： 33( 20 .2 22 .22 ) 10 / 2 21 .21 10Lm? ??? ? ? ? ? N/m 精餾段 的塔體工藝尺寸計算 精餾段 塔徑 和實際空塔氣速的確定 （ 1）最大空塔氣速和空塔氣速 最大空塔氣速計算公 式 ： m ax LVVuC????? 精餾段的氣、液相體積流率為 , 1 5 2 . 9 1 8 1 . 9 1 8 1 . 1 63 6 0 0 3 6 0 0 3n V V mVV LmqMq ? ?? ? ??3/ms , 1 0 1 . 9 4 8 2 . 5 4 3 0 . 0 0 2 8 93 6 0 0 3 6 0 0 8 0 7 . 7n L L mVL LmqMq ? ?? ? ??3/ms 求 C，其中 20C 由 附圖 1 查取，圖中橫坐標為 , 1 / 2 1 / 2,0 . 0 0 2 8 9 3 6 0 0 8 0 7 . 7( ) ( ) 0 . 0 4 0 91 . 1 6 3 6 0 0 3VL LV V Vqq ?? ?? ? ?? 取板間距 ? m，板上液層高度 ? m，則 ? ? ? ?m 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 14 頁 共 30 頁 附圖 1 查 附圖 1 得 20C = 0 . 2 0 . 220 2 1 .2( ) 0 .0 7 0 ( ) 0 .0 7 12 0 2 0LmCC ?? ? ? ? m a x 8 0 7 . 7 30 . 0 7 1 1 . 1 6 33LVVuC ???? ?? ? ? ?m/s 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 m a 63 14uu? ? ? ? m/s （ 2）塔徑 ,4 4 1 .1 6 1 .3 53 .1 4 0 .8 1 4VVqD u? ?? ? ??m 按標準塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 221 .4 1 .5 3 8 644TAD??? ? ? ?2m 實際空塔氣速為 , 1 .1 6 0 .7 5 41 .5 3 8 6VVTqu A? ? ?m/s 遼寧工業(yè)大學化工原理課程設計 化工原理課程設計 第 15 頁 共 30 頁 精餾段 精餾塔有效高度的 求取 精餾段有效高度為 ( 1 ) (1 2 1 ) 0 .4 4 .4TZ N H? ? ? ? ? ?精 精 m 提餾段有效高度為 ( 3 ) (1 4 3 ) 0 .4 4 .4TZ N H? ? ? ? ? ?提 提m 在進料 板處及提餾段各開一個人孔，其高度均為 ，故精餾塔德有效高度為 ( ) 2 2 10 .4Z Z Z? ? ? ? ? ? ? ? ?提精m 精餾段 塔板主要工藝尺寸的計算