温度℃ 表1-2 苯、甲苯的密度 0 20 40 60 -- 80 100 120 苯kg/m3 甲苯kg/m3 877.4 857.3 836.6 815.0 792.5 767.9 885.6 867.0 848.2 829.3 810.0 790.3 770.0 温度℃ 表1-3 苯、甲苯的汽化潜热 20 40 60 80 431.1 412.7 420.0 402.1 407.7 391.0 394.1 379.4 100 379.3 367.1 120 363.2 354.2 苯 kJ/kg 甲苯 kJ/kg
2、塔的工艺计算 (一)原料规格及分离要求
1、年产5万吨 即GF=50000000Kg／（300*24）hr=6944Kg／h;
2、泡点进料,q=1
3、塔顶苯含量不低于95%，塔底苯含量不高于3%（以上均为质量分率）。
(二)生产条件
1．常压操作，连续操作、泡点回流； 2．进料状况：进料温度为20~50℃； 3．回流温度为塔顶蒸汽的露点；
4．间接蒸汽加热，加热蒸汽压力 (绝压)； 5.冷却水进口温度为20℃，出口温度为40℃。
（三）精馏塔物料衡算
1．原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量MA=78.11Kg／Kmol 甲苯的摩尔质量MB=92.13Kg／Kmol
XF=（0.42／78.11)/[（0.42/78.11）+（0.58/92.13）]=0.460
XD=（0.95/78.11）/[（0.95/78.11）+（0.05/92.13）]=0.957 XW=（0.03/78.11）/[（0.03/78.11）+（0.97/92.13）]=0.
2．原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 =0.460* 78.11+（1-0.46）*92.13=85.68kg/kmol MF
MD=0.957* 78.11+(1-0.957)*92.13=78.71kg/kmol
MW=0.* 78.11+(1-0.)*92.13=91.64kg/kmol
3.物料衡算
原料处理量 F=6944/85.68=81.04kmol/h 总物料衡算 81.04=D+W
苯物料衡算 81.04* 0.460=0.975D+0.035W 联立解得 D=44.01kmol/h W=37.03kmol/h 三 塔板数的确定 1.理论板层数NT的求取
苯-甲苯属理论物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由手册查得苯-甲苯物系的气液平衡数据，绘出x-y图
x y 0 0 0. 0.155 0.256 0.376 0.508 0.659 0.83 1 0.128 0.304 0.453 0.596 0.72 0.83 0.943 1
10.90.80.70.60.50.40.30.20.1000.20.40.60.81
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1）中对角线上，自点e（0.45，0.45）作垂线ef即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为 y=0.678 x=0.460 故最小回流比为 1.28
取操作回流比为最小回流比的2倍 R= 2 Rmin=2 *1.28=2.56
3）求精馏塔的气、液相负荷
L=RD=2.68* 44.01=117.94kmol/h V=(R+1)D=(2.68+1)44.01=161.96kmol/h L’=L+F==.98kmol/h V’=V=161.96kmol/h
故精馏段操作线方程式为∶
提馏段操作线方程为
5）图解法求理论板层数
采用图解法求理论板层数，求解结果为; 总理论板层数 NT=13（包括再沸器） 进料板位置 NF=6 2．实际板层数的求取
精馏段实际板层数 N1 =5/0.52=9.6 =10 提馏段实际板层数 N2=7.5/0.52=14.42 =15
4、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
PD?101.3?4?105.3KPa塔顶的操作压力
每层塔板的压降 ?P?0.7KPa
PF?105.3?0.7?10?112.3KPa进料板压力
Pm精馏段平均压力
?(105.3?112.3)/2?108.8KPapw塔底压力
提馏段
pm??105.3?22?0.7?120.7kpapw?pD?116.5(kpa)2tm，根据操作压力通过试差计算 （2）温度
??tw?110.54℃ pAxA?pBxB塔顶 P= ,tD?82.74℃, tF?93.21℃,
t?t∴精馏段温度, t精DF?87.98提馏段温度 t提FW?101.8752t?t2 (3)平均摩尔质量 M
塔顶xD?y1?0.949 x1?0.883
MV.D =0.949×78.11+(1-0.949) ×92.13=78.83(kg/kmol) ML.D=0.883×78.11+(1-0.883) ×92.13=79.95(kg/kmol) yF?0.5991xF?0.3770进料板：
MV.F=0.5991×78.11+(1-0.5991) ×92.13=83.73(kg/kmol) ML.F=0.3770×78.11+(1-0.3770) ×92.13=86.85(kg/kmol)
塔 底：xw?0.01846 yw?0.4439
MV.w=0.4439×78.11+(1-0.4439) ×92.13=85.90(kg/kmol) ML.w=0.01846×78.11+(1-0.01846) ×92.13=91.86(kg/kmol) ML.精=
86.85?79.75=83.3(kg/kmol)
285.9?83.73=81.28(kg/kmol)
286.85?91.86=83.3(kg/kmol)
285.9?83.73=84.82(kg/kmol)
2ML.精=
ML.提=
Mv.提=
(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
?V。精?pmMv.精RTmpmMV。提RTm??108.8?81.28?2.95Kg/m3 8.314?(87.98?273)116.5?84.82?3.17Kg/m38.314?(101.8?273)
?V。提?② 液相平均密度计算
苯-甲苯精馏浮阀塔
