苯-甲苯分离过程板式精馏塔设计

武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书

3. 平均摩尔质量计算

(1)塔顶摩尔质量计算：由xD?y1?0.983,查平均曲线，得x1?0.959

MVDm?y1?MA??1?y1??MB?0.983?78.11??1?0.983??92.13?78.348kg/kmol M'LDm?x1?MA??1?x1??MB?0.959?78.11??1?0.959??92.13?79.685kg/kmol (2)进料板平均摩尔质量计算

由逐板法计算理论板，得yF?0.686 查平衡曲线，得xF?0.469

MVFm?yq?MA??1?yW??MB?0.686?78.11??1?0.686??92.13?82.512kg/kmol MLFm?yq?MA??1?xq??MB?0.469?78.11??1?0.469??92.13?85.555kg/mol (3)塔底平均摩尔质量计算

由 xw?0.0097, 查平衡曲线，得yW?0.0236

MVWm?yw?MA??1?yw??MB?0.0236?78.11??1?0.0236??92.13?91.799kg/kmol MLWm?xw?MA??1?xw??MB?0.0097?78.11??1?0.0097??92.13?91.994kg/molM 精馏段平均摩尔质量

MVm??MVDm?MVFm?/2??78.348?82.512?/2?80.43kg/kmol

?/2?82.12kg/kmol MLm??MLDm?MLFm?/2??78.685?85.555提馏段平均摩尔质量

MVm??MVWm?MVFm?/2??82.512?91.799?/2?87.156kg/kmol

'MLm??MLWm?MLFm?/2??85.555?91.799?/2?88.677kg/kmol

'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计算，即

?Vm??pm?MVm?/?RTm???109.88?80.43?/?8.314???86.56?273.15??2.955kg/m3

?Vm'??pm?MVm?/RTm'??119.68?87.155?/?8.314??100.965?273.15???3.354kg/m3

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(2)液相平均密度计算 液相平均密度依下式计算：

1/?Lm???i/?i (2.6) ①塔顶液相平均密度计算： 由tD?80.56?C，查手册得

?A?815.42kg/m3，?B?809.98kg/m3

?LDm?1/?0.983/815.42?0.017/809.98??815.31kg/m3

②进料板液相平均密度计算 由tF?92.52?C，查手册得

?A?799.90kg/m3,?B?797.60kg/m3

③进料板液相的质量分数计算

???0.469?78.11?/?0.469?78.11??1?0.469??92.13??0.428

?LFm?1/?0.428/799.90??1?0.428?/797.60??798.58kg/m3

④塔釜液相平均密度的计算 由t?w?109.41C，查手册得

?A?777.97kg/m3，?B?780.10kg/m3

?LWm?1/?0.0097/777.97?0.9903/780.10??779.9kg/m3

精馏段、提馏段液相平均密度为

?Lm???LDm??LFm?/2??815.31?798.58?/2?806.945kg/m3

?'Lm???LWm??LFm?/2??779.9?798.58?/2?789.24kg/m3

5.平均表面张力计算

液相平均表面张力依下式计算，即

?Lm??xi??i (2.7)

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(1)塔顶液相平均表面张力计算 由T?1?80.56C，查手册得

?A?21.13mN/m，?B?21.64mN/m

?LDm?xD?A??1?xD??B?0.983?21.13??1?0.983??21.64?21.14mN/m

(2)进料板液相平均表面张力计算 由t?F?92.52C，查手册得

?A?19.7mN/m,?B?20.32mN/m

?LFm?xw?A??1?xw??B?0.469?19.7??1?0.469??20.32?20.03mN/m

塔釜液相平均表面张力 由tw?109.41?C，查手册得

?A?17.58mN/m，?B?18.47mN/m

?LWm?xW?A??1?xW??B?0.0235?17.58?18.47??1?0.0235??18.46mN/m精馏段、提馏段液相平均表面张力为

?Lm???LDm??LFm?/2??21.14?20.03?/2?20.585mN/m ?'Lm???LWm??LFm?/2??20.03?18.46?/2?19.243mN/m

6.液体平均粘度计算 液相平均粘度依下式计算：

lg?Lm??xilg?i (1)塔顶液相平均粘度计算

由t?1?80.56C，查手册得?A?0.306mPa?s，?B?0.310mPa?s lg?LDm?xDlg?A??1?xD?lg?B 解得 ?LDm?0.306mPa?s (2)料板液相平均粘度计算

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2.8) （武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书

由tF?92.52?C 查手册得?A?0.271mPa?s，?B?0.278mPa?s

lg?LFm?xFlg?A??1?xF?lg?B 解得?LFm?0.275mPa?s (3)釜液相平均粘度

由tw?109.41?C查手册得 ?A?0.2349mPa?s，?B?0.255mPa?s

lg?LWm?xwlg?A??1?xw?lg?B 解得?Lwm?0.255mPa?s

精馏段、提馏段液相平均表面张力为

?Lm???LDm??LFm?/2??0.306?0.275?/2?0.2905mPa?s ?Lm'???LWm??LFm?/2??0.255?0.275?/2?0.265mPa?s

7.塔物性数据汇总 物性数据汇总如表2-4所示

表2-4物性数据汇总

序号 1 2 3 4 5 6 7

项目 温度 压力 气相平均摩尔质量 液相平均摩尔质量 气相平均密度 液相平均密度 液体表面张力

符号

单位

?数值

精馏段 86.54 109.83 80.43 82.12 2.955 806.945 20.03

提馏段 100.965 119.68 87.155 88.677 3.354 789.24 19.245

t

P

C

KPa

MV ML

kg/kmol kg/kmol

?V ?L

kg/m3 kg/m3

mN/m

?Lm

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