苯—甲苯二元物系浮閥精餾塔設計課程設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 39。139。39。.?? 精餾塔理論塔板的確定由于塔頂是全凝器所以有 ???由精餾段操作線方程 y=+ 得 y2=由平衡線方程可得 ???同理可算出如下值： 。.。.0.。.。.。.34Fyxyxxyx????所 以 第 塊 為 進 料 板 ， 以 下 交 替 使 用 提 餾 段 操 作 線 方 程 與 相 平 衡 方 程 ：。.0.。.。.Wyxx??所以總理論板數為 16塊（包含再沸器）精餾段理論板數為 8，第 9塊為進料板，提餾段理論板數為 8（含再沸器） 吉林化工學院化工原理課程設計 11 ：對于進料， =℃，由安托因方程可得： oA APPKpa????? 478602..B B ??，?又 35W精 餾 段 的 平 均 相 對 揮 發 度 ??? 提 餾 段 的 平 均 相 對 揮 發 度 2301W又 ℃， ℃??精餾段平均溫度： ??℃提餾段平均溫度： ? ℃用內插法求 DFWtt、 、 下苯，甲苯的粘度。∵ t= ℃， =℃， t=℃∴ = ℃??℃095Wt=℃ 1t smPaLL ?????,. 苯苯 ? s甲 苯甲 苯L,.=℃ mPas2t ,????苯苯 L? mPas甲 苯甲 苯 LL,吉林化工學院化工原理課程設計 12 精餾段：液相組成 ??提餾段：液相組成 精餾段液相平均粘度： = + （1 ）= mPas 1?苯L1x甲 苯 1x提餾段液相平均粘度： = + （1 ）= mPas 2苯L2甲 苯L2 實際板數的計算及全塔效率的計算塔板效率用奧康奈爾公式 ()TE???Lα μ計算，其中： ?塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發度； L?塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度，mPas。精餾段 : 已知， ， = mPa?1?所以： =，,1 (..89)TE?? 塊精 ??p提餾段 : 已知 ， mPa???所以： =，,2 .(..6)TE????’‘提p故全塔所需實際塔板數： (包括再沸器)3156???提精 pp全塔效率： %?實際進料位置為第 16塊板，實際塔板數 N=31塊。 吉林化工學院化工原理課程設計 13 第 三 章 精 餾 塔 主 要 工 藝 尺 寸 的 設 計167。塔頂壓強 =，DP每層塔板壓降 ΔP=，進料板壓力 =+16=，F塔底壓力 =+31=精餾段平均操作壓強 P m=(+)/2= 提餾段平均操作壓強 P m’=(+)/2= 全塔平均操作壓力 ???液相平均表面張力計算依公式 Lm?= i??? 計算表 31 液體表面張力 ?[1]溫度 t ，℃ 80 90 100 110 120A?苯 mN/m B 甲 苯mN/m 用內插法求 DFWtt、 、 下苯，甲苯的表面張力。t=℃,?????吉林化工學院化工原理課程設計 14 ,????? ????.??????? Ft=℃，,?????.,.98/. ??????????????Wt= ℃，,???.0,.7/.?? ?????????????精餾段液相平均表面張力: ?1()/???提餾段液相平均表面張力： ?2()/??? 熱量衡算加熱介質的選擇選用飽和水蒸氣，溫度 140℃，工程大氣壓為 .原因：水蒸氣清潔易得，不易結垢，不腐蝕管道，飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高冷凝溫差越大，管程數相應減小，但蒸汽壓力不宜過高。熱量衡算：由上面知道塔頂溫 =℃， =℃， =℃DtWtFt由不同溫度下苯和甲苯的摩爾汽化熱公式：C p=a+bT+cT2吉林化工學院化工原理課程設計 15 查表得，對于苯，a=,b=,c=對于甲苯，a=,b=,c=求得在 、 、 下的苯和甲苯的汽化熱（單位： ） ， 和 分別代DtFwt /()kJmolK?1pC2表苯和甲苯的汽化熱。tD=℃ ?/()kJmolK? 285 = 12(1)pDpDxx???/()kJol?/()kJmolK?tW=℃ ?/kJmolK?28p() =???/()kJmolK?=℃ Ft ?/()kJmolK? 285 =()PFPFxx???/()kJmolK?=℃ ? 25 12()DDrxrx??? =()? = 塔頂 12()DDMxx???? =)? 3/kgmol（1）0℃時塔頂氣體上升的焓 VQ塔頂以 0℃為基準， DpDVCtM?????吉林化工學院化工原理課程設計 16 .???? 3675/KJh（2）回流液的焓 RQ此為泡點回流，據 圖查得此時組成下的泡點 ，用內插法求得回流液組成txy?Dt下的 =℃, 在此溫度下：39。?/()kJmolK?2412(1)pDpDxx??? =? = /()kJmolK? （3）?? ?塔頂餾出液的焓 D因餾出口與回流口組成一樣，所以 ()DpCkJmol? ????（4）冷凝器消耗的焓 ???? （5）進料口的焓 ????（6）塔底殘留液的焓 .?（7）再沸器 （全塔范圍列衡算式）BQ塔釜熱損失為 ，則10%.9??設再沸器損失能量 損 ， 損 BQFCWDQ???吉林化工學院化工原理課程設計 17 加熱器實際熱負荷 ??37265./kJh418B表格 32 熱量衡算表項目 進料 冷凝器 塔頂餾出液 塔底殘液 再沸器平均比熱kJ/() 熱量 kJ/h 平均摩爾質量的計算塔頂平均摩爾質量的計算由 , 可知： ?????????????11 5LDx進料板平均摩爾質量的計算由 ， 可知：?????????????LFFxx塔釜平均摩爾質量的計算由 ,由相平衡方程得:?????????????.精餾段平均摩爾質量的計算吉林化工學院化工原理課程設計 18 ./2VmMkgmol???530L提餾段平均摩爾質量的計算 ./2Vmkgol???55LMm氣相平均密度計算表 33 苯和甲苯的不同溫度下密度 [1]溫度 t ，℃ 80 90 100 110 120L?， 苯3kg/m815 ,L甲 苯3/810 已知混合液密度：1ABLa???。用內插法求得苯，甲苯在 Ft, D， Wt溫度下的密度。Dt=℃ ?????3/..2L3/??????3/kgm℃吉林化工學院化工原理課程設計 19 ???????3/..3. LL 3/??????3/kgmWt=℃ ??????3/kg2211.... L3/??????3/kg所以精餾段: 3/km提餾段 ???3/g氣相平均密度計算由理想氣體狀態方程計算,即精餾段 ?????????提餾段 3../.4Vm （1）精餾段的氣液體積流率： 由精餾段的氣液負荷：V=, L=： ????吉林化工學院化工原理課程設計 20 （2）提餾段的氣液體積流率： 由提餾段的氣液負荷：V=： ????????167。（1）精餾段塔徑 D 的計算選板間距 =，取板上液層高度 = ，故 － = 1 12 ()()???查化工原理課程設計得 ，C 20=依式 校正到物系張力為 ：)(? . .91478()786..0. ???????取安全系數為 = = =?則精餾段塔徑 D= ??? 按標準塔經圓整為 D=則精餾段塔截面積為 AT= 222(1.).34Dm?? 實際空塔氣速為 U= （2）提餾段塔徑 D 的計算：選板間距 =，取板上液層高度 = ，故 － =吉林化工學院化工原理課程設計 21 1 12 ()().933SLVs????查化工原理課程設計得 ，C 20= 依式 校正到物系張力為 ：)(? . .9537()78... ????取安全系數為 = = =?提餾段塔徑 D= ???按標準塔經圓整為 D=提餾段塔截面積為 At= 222(1.).34Dm?實際空塔氣速為U= ?（1）精餾段有效塔高的計算 Z 精 =（N 精 1） HT=(161) =? （2）提餾段有效塔高的計算 Z 提 ＝（N 提 －1） HT=(151) =? 選取進料板上方、精餾段一處及提餾段一處各留一人孔且人孔高度 h=所以可知精餾塔有效塔高： Z=Z 精 +Z 提 +3h=6++3*=14m 吉林化工學院化工原理課程設計 22 167。由精餾段塔徑 D=，弓型降液管，平行受液盤及平直溢流堰，不設進口堰。各