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化工原理课程设计_苯-甲苯精馏塔设计

苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计

表1 苯和甲苯的物理性质 项目 苯A 甲苯B 0温度C 分子式 C6H6 C6H5—CH3 分子量M 85 沸点 90 95 90 临界温度t 100 95 临界压强PC 表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压 105 100 0PA,kPa PB，kPa 0表3 常温下苯—甲苯气液平衡数据

0温度C 85 105 120 液相中苯的摩尔分率 汽相中苯的摩尔分率 温度 苯，mN/m 甲苯，Mn/m 表4 纯组分的表面张力([1]：P378附录图7) 90 20 6

80 100 110 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 表5 组分的液相密度([1]：P382附录图8)

温度(℃) 苯,kg/m3 甲苯,kg/m3 温度(℃) 苯 80 80 814 809 90 90 805 801 100 791 791 100 110 778 780 110 120 763 768 120 表6 液体粘度μL

甲苯 表7常压下苯——甲苯的气液平衡数据 温度t ℃ 液相中苯的摩尔分率 x 气相中苯的摩尔分率 y 精馏塔的物料衡算

(1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量

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苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 甲苯的摩尔质量 MB/kmol /// /// ///

原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 xFMF(1)(kg/kmol) MD(1)(kg/kmol) MW(1)(kg/kmol) 物料衡算 原料处理量

90000000F102(kmol/h)31024 总物料衡算 DW10 苯物料衡算 联立解得

2 D10kmol/h 2 W10kmol/h

2式中 F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量 3 塔板数的确定 理论板层数NT的求取

苯一甲苯属理想物系，可采逐板计算求理论板层数。 ①求最小回流比及操作回流比。 采用恩特伍德方程求最小回流比。

ai(xD,i)maiRm1ai(xF,i)1qai 解得，最小回流比 Rm

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苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 取操作回流比为 R

②求精馏塔的气、液相负荷

LRD119(kmol/h) V(R1)D(1)119(kmol/h)

V'(R1)D(1q)F119(kmol/h) (泡点进料：q=1) L'RDqF1191149(kmol/h)

③求操作线方程 精馏段操作线方程为 RxxnD1R1

yn1提馏段操作线方程为 WxL'yn1'xnW' 逐板法求理论板

1xD(1xd) 可解得 = 1xF1xf又根据Rmin相平衡方程 y 解得 1(1)x1y 1 变形得 用精馏段操作线和相平衡方程进行逐板计算 y1xD = ， x1y1y1= y1(1y1)y1(1y1)9

苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 y2， x2y y3，

y y y4， y5， y y6， y 因为, x6xF

故精馏段理论板 n=5，用提留段操作线和相平衡方程继续逐板计算 x7。 y7 y y8。 y9。 y y y10。 10

化工原理课程设计

------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 专业年级 姓 名 指导老师 化学工程与工艺 ：

20XX年 月 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计