苯－甲苯連續精餾塔設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 0 .2 3 3 7 0 .2 7 4 7 1 0 .2 3 3 7 0 .2 7 2 8x ? ? ? ? ?180。 180。22苯 甲 苯μ = μ x+ μ M P a s DF1WF2x + x精 餾 段 平 均 液 相 組 成 x = = 0 . 7 1 7 62x + x提 餾 段 平 均 液 相 組 成 x = = 0 . 2 3 3 72 由經驗式 = (μ α ) 已知 精餾段相對揮發度 1α = 粘度 L1μ = 908 MPa s = 0 . 4 9 ( 2 . 5 3 9 1 0 . 2 9 0 8 ) = 0 . 5 2 7 8?? 已知提餾段相對揮發度 2α = 粘度 L2μ = 728 MPa s = 0 . 4 9 ( 2 . 4 7 8 8 0 . 2 7 2 8 ) = 0 . 5 3 9 3?? T1P 精T1T2P 提T2N 6N = = = 1 1 . 3 7 ≈ 12 塊E 0 . 5 2 7 8N 7N = = = 1 2 . 9 8 ≈ 13 塊E 0 . 5 3 9 3 全塔所需實際板數 NP=12+13=251=24 塊 ， 實際加料板在第 13 塊。 精餾段實際板層數 12 層 提 餾段實際板層數 12 層 全塔效率 TT PN 13E = 1 0 0 % = 1 0 0 % = 5 4 . 1 7 %N 2 4?? 吉林化工學院化工原理課程設計 10 第 2 章 精餾塔主要工藝尺寸的設計計算 物性數據的計算 進料溫度的計算 F9 2 . 6 9 9 1 . 4 0 t 9 2 . 6 9進 料 溫 度 =4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 4 5 . 5 6 4 5 . 0 0 D8 0 . 6 6 8 0 . 2 1 t 8 0 . 6 6塔 頂 溫 度 =9 7 . 0 0 9 9 . 0 0 9 7 . 9 6 9 7 . 0 0 W1 0 9 . 9 1 1 0 8 . 7 9 t 1 0 9 . 9 1塔 底 溫 度 =1 . 0 0 3 . 0 0 1 . 1 8 1 . 0 0 求得 o o oF D Wt = 92 .5 5 C t = 80 .4 4 C t = 10 9. 81 C 精餾段平均溫度： FD1 t + t = = = ℃ 提餾段平均溫度： WF2 t + t = = = ℃ 操作壓強 塔頂壓強 PD= 取每層塔板壓降Δ P=， 進料板壓強： FP =+130 .7= 塔底壓強： PW =+25 = kPa 精餾段平均操作壓力：m1 ( 1 0 1 . 3 + 1 1 0 . 4 )P = = 1 0 5 . 9 k P a2 提餾段平均操作壓力：m2 ( 1 1 0 . 4 + 1 1 8 . 8 )P = = 1 1 4 . 6 k P a2 平均摩爾質量的計算 氣相組成：由插值法根據表 11中數據求出氣相組成： DDFFWW 塔 頂 = ? y = 100y 進 料 = ? y = 100y 塔 釜 = ? y = 100y 吉林化工學院化工原理課程設計 11 精餾段平均氣相組成 DF1 y + yy = = 提餾段平均氣相組成 WF2 y + yy = = 精餾段平均摩爾質量： ? ?Vm1M = 7 8 . 1 1 0 . 8 3 2 1 + 9 2 . 1 3 1 0 . 8 3 2 1 = 8 0 . 4 6 4 0 k g / m ol?? ? ?Lm1M = 7 8 . 1 1 0 . 7 1 7 6 + 9 2 . 1 3 1 0 . 7 1 7 6 = 8 2 . 0 6 9 2 k g / m ol?? 提餾段平均摩爾質量： ? ?Vm2M = 7 8 . 1 1 0 . 3 5 0 6 + 9 2 . 1 3 1 0 . 3 5 0 6 = 8 7 . 2 1 4 6 k g / m ol?? ? ?Lm2M = 7 8 . 1 1 0 . 2 3 3 7 + 9 2 . 1 3 1 0 . 2 3 3 7 = 8 8 . 8 5 3 5 k g / m ol 平均密度計算 (1)氣相平均密度 Vmρ 計算 ： 氣相摩爾質量： ? ?? ?? ?VDVFVWM = 7 8 . 1 1 0 . 9 9 2 1 + 9 2 . 1 3 1 0 . 9 9 2 1 = 7 8 . 2 2 0 8 k g / m olM = 7 8 . 1 1 0 . 6 7 2 0 + 9 2 . 1 3 1 0 . 6 7 2 0 = 8 2 . 7 0 8 6 k g / m olM = 7 8 . 1 1 0 . 0 2 9 1 + 9 2 . 1 3 1 0 . 0 2 9 1 = 9 1 . 7 2 2 0 k g / m ol???? 理想氣體狀態方程計算，即 00PVPTMρ = ? ?? ?? ?3VD3VF3VW82. 708 6 273 .15ρ = = 579 kg / m22. 4 273 .15 + 92. 5591. 722 0 273 .15ρ = = 976 kg / m22. 4 273 .15 + 109 .8178. 220 8 273 .15ρ = = 206 kg / m22. 4 273 .15 + 80. 44?????? 精餾段氣相密度： 3vm1 2 . 6 9 7 6 + 2 . 7 5 7 9ρ = = 2 . 7 2 7 8 k g / m2 提留段氣相密度： 3vm2 2 . 9 2 0 6 + 2 . 7 5 7 9ρ = = 2 . 8 3 9 3 k g / m2 (2)液相平均密度 Lmρ 計算 由式 ABiLm i LA LBα αα1 = = +ρ ρ ρ ρ? 求相應的液相密度。 吉林化工學院化工原理課程設計 12 表 21 苯 甲苯的密度 【 4】 溫度℃ 0 20 40 60 80 100 120 苯 3kg/m 甲苯 3kg/m 對于塔頂， 當 176。Dt = 時 ,用 插值 法求得下列數據 3D 苯D 苯3D 甲 苯D 甲 苯3D 料D 料90 80 80. 44 90= ? ρ = 814 .51 16 kg / m803 .9 815 .0 ρ 803 .990 80 80. 44 90= ? ρ = 809 .56 88 kg / m800 .2 810 .0 ρ 800 .21 76 1 76=+ ? ρ = 814 .39 86 kg / mρ 對于進料板， 當 176。Ft = 時 ,用插值法求得下列數據 3F 苯F 苯3F 甲 苯F 甲 苯3F 料F 料100 90 92. 55 100= ? ρ = 800 .99 3 kg / m792 .5 803 .9 ρ 792 .5100 90 92. 55 100= ? ρ = 798 .79 3 kg / m790 .3 800 .2 ρ 790 .31 15 1 15=+ ? ρ = 800 kg / mρ 800 .99 3 798 .79 3 對于塔底， 當 176。Wt = C時 ,用插值法求得下列數據 3W 苯W 苯3W 甲 苯W 甲 苯3W 料W 料110 100 109 .81 110= ? ρ = 780 .53 18 kg / m780 .3 792 .5 ρ 780 .3110 100 109 .81 110= ? ρ = 780 .49 kg / m780 .3 790 .3 ρ 780 .31 1 1 1=+ ? ρ = 781 .25 kg / mρ 精餾段平均密度： 3L D m L F mLm1 ρ + ρ 8 0 0 . 0 + 8 1 4 . 3 9 8 6ρ = = = 8 0 7 . 1 9 9 3 k g m22 ? 提餾段平均密度： 3L W m L F mLm2 ρ + ρ 8 0 0 . 0 + 7 8 1 . 2 5ρ = = = 7 9 0 . 6 2 5 k g m22 ? 吉林化工學院化工原理課程設計 13 液體平均表面 張力計算 液體表面張力σ M Lm? = iix?? 表 22 苯 甲苯的表面張力 【 5】 溫度℃ 0 20 40 60 80 100 120 苯 mN/m 甲苯 mN/m 由 176。Dt = C 插值法計算： 1苯 MD苯 MD1甲 苯 MD甲 苯 MD90 80 90= ? σ = mN m σ 90 80 90= ? σ = mN m σ ?? 1LDmσ = 0. 97 96 21 .2 16 8 + 0. 02 04 21 .6 41 6 = 21 .2 25 5m N m? ? ? 由 176。Ft = 1苯 MF苯 MF1甲 苯 MF甲 苯 MF100 90 100= ? σ = mN m σ 100 90 100= ? σ = mN m σ ?? 1LFmσ = 0. 45 56 19 .7 51 5 + 0. 54 44 20 .4 24 3 = 20 .1 17 8m N m? ? ? 由 176。Wt = C 1苯 MW苯 MW1甲 苯 MD甲 苯 MW110 100 100= ? σ = mN m σ 110 100 100= ? σ = mN m σ ?? 1LDmσ = 0. 01 18 17 .6 82 6 + 0. 98 82 18 .4 39 1 = 18 .4 30 2m N m? ? ? 精餾段平均表面張力： 1Lm1 2 1 . 2 2 5 5 + 2 0 . 1 1 7 8σ = = 2 0 . 6 7 1 7 m N m2 ? 提餾段平均表面張力： 1Lm2 2 0 . 1 1 7 8 + 1 8 . 4 3 0 2σ = 1 9 . 2 7 4 m N m2 ? 吉林化工學院化工原理課程設計 14 液體平均粘度計算 插值法求液體粘度： 表 23 苯 甲苯的粘度 【 6】 溫度℃ 0 20 40 60 80 100 120 苯 MPa s? 甲苯 MPa s? 已知精餾段平均溫度 1苯苯1甲 苯甲 苯t 9090 80 = ? μ = 892 MP a s 79 08 μ 79t 9090 80 = ? μ = 948 MP a s 86 11 μ 86?? 提餾段平均溫度 2苯苯2甲 苯甲 苯t 100100 90 = ? μ = 667 MP a s 55 79 μ 55t 100100 90 = ? μ = 747 MP a s 64 86 μ 64?? 精餾段平均粘 度 : ? ? ? ?1 1 1苯 甲 苯μ = μ x+ μ 1 x = 0. 28 92 0. 71 76 + 0. 29 48 1 0. 71 76 = 0. 29 08 M Pa s? ? ? 提餾段平均粘度 ：? ? ? ?180。 180。2 2 2苯 甲 苯μ = μ x+ μ 1 x = 0 . 2 6 6 7 0 . 2 3 3 7 + 0 . 2 7 4 7 1 0 . 2 3 3 7 = 0 . 2 7 2 8 M P a s? ? ? 精餾塔主要工藝尺寸的計算 塔徑的計算 精餾段氣液相體積流率為 精餾段 3 1Vm1S1 Vm1VM 8 . 0 4 4 3 8 0 . 4 6