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2 精馏塔的工艺计算
精馏塔的物料衡算
基础数据
（一）生产能力：
10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。
（二）进料组成：
乙苯212.6868Kmol/h；苯3.5448Kmol/h；甲苯10.6343Kmol/h。
（三）分离要求：
馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。
物料衡算（清晰分割）
以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。
x ?0.01x ?0.005
HK，D LK，W
表2.1
进料和各组分条件
编号 组分
f/kmol/h
i
f/%
i
苯
甲苯
3.5448
10.6343
1.5625
4.6875
3 乙苯
212.6868
93.7500
总计
226.8659
100
由《分离工程》P65式3-23得：
D?F
?LK
i?1
z?x
i
LK,W
（式2.1）
1?x
HK,D
x
LK,W
D?226.8659?
0.015625?0.046875?0.005
1?0.01?0.005
?13.2434Kmol/h
W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h
?2?WX2，W?213.6225?0.005?1.0681Kmol/h
d ?f ?? ?10.6343?1.0681?9.5662Kmol/h
2 2 2
d ?D ?13.2434?0.01?0.132434Kmol/h
3 X3，D
? ?f ?d ?212.6868?0.132434?212.5544Kmol/h
3 3 3
表2-2 物料衡算表
编号
组分
f/kmol/h
i
馏出液d
i
釜液?
i
1
苯
3.5448
3.5448
0
2
甲苯
10.6343
9.5662
1.0681
3
乙苯
212.6868
0.1324
212.5544
总计
226.8659
13.2434
213.6225
精馏塔工艺计算
操作条件的确定
一、塔顶温度
纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学P199）：
ln(PS/P)?(1?x)?1(Ax?Bx1.5?Cx3?Dx6)
C
x?1?T/T
C
组份
表2-3
相对分子质量
物性参数
临界温度T
临界压力P
C
C
苯
78
562.2
48.9
甲苯
92
591.8
41.0
乙苯
106
617.2
36.0
注：压力单位0.1Mpa，温度单位K
名称 A B C D
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苯-6.982731.33213-2.62863-3.33399甲苯
苯
-6.98273
1.33213
-2.62863
-3.33399
甲苯
-7.28607
1.38091
-2.83433
-2.79168
乙苯
-7.48645
1.45488
-3.37538
-2.23048
以苯为例，x?1?T/T
C
?1?318.15/562.2?0.434
In(PS
P)?(1?0.434)?1?
C
(?6.98273?0.434?1.33213?0.4341.5?2.62863?0.4343?3.33399?0.4346)??5.1
PS?exp(?5.1)?48.9?0.2974?0.1MPa?P0
a
同理，可得P0
b
?0.0985?0.1MPa
露点方程：?n
yi ?1，试差法求塔顶温度
i?1
p0 p
i
tpa
t
p
a0
p
b0
p
c0
等式左边
等式右边
80.0
85.0
100
105.5
106
1.0080
1.1729
1.7961
2.0794
2.1067
0.3871
0.4587
0.7394
0.8712
0.8840
0.1672
0.2017
0.3417
0.4095
0.4161
2.1871
1.8488
1.5298
0.9804
0.9664
0.9869
0.9869
0.9869
0.9869
0.9869
故塔顶温度=105.5℃二、塔顶压力
塔顶压力p
顶
?1.013?0.1Mpa
三、塔底温度
泡点方程：?n
i?1
p0x ?p试差法求塔底温度
i i
t
100
110
130
135
136
0.7394
0.9922
1.6987
1.9249
1.9728
b0
0.3
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