总板数为24(包括蒸馏釜),精馏段板数为14,提馏段板数为12 4.2提溜段的计算
4.2.1 精馏塔的提馏段工艺条件 (1)操作压力的计算 设每层塔板压降 已知则
(2)操作温度的计算
依据操作压力,由泡点方程通过试差法计算出泡点温度,其中苯、甲苯的饱和蒸汽有安托尼方程计算,计算结果如下:
1211
t?220.8?1345 lgPB?6.080?t?219.5试差得到的PA、PB代入到
计算得到的结果如下:
lgPA?6.031??塔顶温度:tD?105.3?C 塔釜温度 tw?136.4?C 进料板温度 tF?116.2?C
提馏段平均温度 tm?(136.4?116.2)/2?126.3?C (3)平均摩尔质量计算 塔釜平均摩尔质量的计算
由理论板的计算过程可知,y15?0.0353,x15?0.0147
MVWm?0.0147?78.11?(1?0.0147)?92.13?91.79Kg/kmol MLWm?0.0353?78.11?(1?0.0353)?92.13?91.5Kg/kmol x8?0.5193,y8?0.7261
MVFm?0.7261?78.11?(1?0.7261)?92.13?81.8346Kg/kmol
MLFm?0.5193?78.11?(1?0.5193)?92.13?84.7298Kg/kmol
由理论板的计算过程可知,提馏段的平均摩尔质量为:
MLm?(91.79?84.7298)/2?88.26Kg/kmol MVm?(91.5?81.8346)/2?86.67Kg/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式计算,即
?Vm?pmMVmRTm
?Vm?精馏段气相平均密度:
pmMVm?5.288Kg/m3RTm pmMVm?5.288Kg/m3RTm
?Vm?提馏段气相平均密度:
② 液相平均密度计算
液相平均密度计算依下式计算,即:
1?Lm塔顶液相平均密度的计算。
?aA?LA?aB?LB
由tD?80.5?C,查液体在不同温度下的密度表得:
?A?815Kg/m3 ?B?810kg/m3
1?LDm?0.96590.03413? ?LDm?814.83kg/m815810
塔釜液相平均密度的计算。
由tw?136.4?C,查液体在不同温度下的密度表得:
?A?0.725g/m3 ?B?0.7339g/cm3?733.9kg/m3
1?Lwm?0.02350.9765? ?Lwm?0.7328g/cm3?732.8kg/m3
0.7250.7339进料板液相平均密度的计算。
由tF?116.2?C,查液体在不同温度下的密度表得:
?A?0.752g/m3 ?B?0.7549g/cm3?754.9kg/m3
1?LFm?0.5410.459? ?LFm?0.7529g/cm3?752.9kg/m3 0.7520.754提馏段的平均密度为:
?Lm?(?LWm??LFm)/2?742.85Kg/m3
精馏段的平均密度为:
?vm?(?LDm??LFm)/2?783.87Kg/m3
(5)液体平均表面张力的计算 液相平均表面张力依下式计算,即:
?Lm??xi?i
i?1n进料板液相平均表面张力的计算。
由tF?116.2?C,查液体表面张力共线图得:
?A?17.1mN/m ?B?17.8mN/m
?LFm?17.42mN/m
塔釜液液相平均表面张力的计算。
由tW?136.4?C,查液体表面张力共线图得:
?A?14.6mN/m ?B?15.5mN/m
?LWm?0.0147?14.6?(1?0.0147)?15.5?15.487mN/m
提馏段平均表面张力为:
?Lm?(17.42?15.487)/2?16.454mN/m
(6)液体平均黏度计算
液相平均黏度依下式计算,即:
lg?Lm??xilg?i
塔釜液相平均黏度的计算:
由tw?136.4?C,查气体黏度共线图得:
?A?0.191mPa?s ?B?0.211mPa?s
lg?LDm?0.0147?lg0.191??1?0.0147?lg0.211 ?LWm?0.211mPa?s 提馏段液相平均黏度的计算:
由tF?116.2?C,查气体黏度共线图得:
?A?0.221Pa?s ?B?0.251mPa?s
?lg0.251 ?LFm?0.234mPa?s lg?LFm?0.541?lg0.221??1?0.541提馏段液相平均黏度为:
?Lm?(0.234?0.221)/2?0.223mPa?s
4.2.2塔径的计算 (1)最大气速
精馏段的气、液相体积流率为:
VS??VMVm328.644?86.67??1.496m3/s
3600?Vm3600?5.288??LSLMLm411.33?88.26??0.0136m3/s?48.96m3/h
3600?Lm3600?742.85设HT?0.45m hL?0.09m
?Lh?L120.0136?3600742.8512?()?()?()?0.106 Vh??V1.496?36005.288查筛板塔汽液负荷因子曲线图得C20?0.08
C??C20(?L20)0.2?16.454??0.08????20?0.2?0.077