苯-甲苯二元系物精馏设计_化工原理课程设计(编辑修改稿)

苯-甲苯二元系物精馏设计_化工原理课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

 气相 0 . 6 5 3 9 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 6 5 3 9 ) 9 2 . 1 3 8 2 . 9 6 /VFmM k g k m o l      液相 0 . 4 2 9 5 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 4 2 9 5 ) 9 2 . 1 3 8 6 . 1 1 /L F mM k g k m o l      （ 3）塔底 平均摩尔质量计算 : 0. 03 0. 07 2WWxy 气相 10 . 0 7 2 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 7 2 ) 9 2 . 1 3 9 1 . 1 2 k g m o lV W mM        吉林化工学院化工原理课程设计 14 液相 10 . 0 3 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 3 ) 9 2 . 1 3 9 1 . 7 1 k g m o lL W mM        （ 4）精馏段平均摩尔质量： 气相 ： 11 7 8 . 3 9 8 2 . 9 6 8 0 . 6 8 k g m o l2VmM    液相 ： 11 7 8 . 7 9 8 6 . 1 1 8 2 . 4 5 k g m o l2LmM    （ 5）提馏段平均摩尔质量： 气相 ： 12 9 1 . 1 2 8 2 . 9 6 8 7 . 0 4 k g m o l2VmM    液相 ： 12 9 1 . 7 1 8 6 . 1 1 8 8 . 9 1 k g m o l2LmM     平均密度的计算 （ 1）气相平均密度 Vm 的计算 因为 m VmVm mpMRT  则： 精馏段平均 气相 密度 : 1 10 80 .68 2 / 14 ( 89 .9 27 5 )Vm k g m  提馏段平 均 气相 密度 : 2 / ( )Vm k g m  （ 2）液相平均密度 Lm 的计算 由式 1 i ABL M i L A L B       求相应的液相密度。 ①塔顶平均密度的计算： Dt =℃时 ,查《化工原理》 (上 )得 338 1 2 . 1 / 8 0 7 . 5 /ABk g m k g m  0 . 9 8 7 8 . 1 1 0 . 9 7 6 50 . 9 8 7 8 . 1 1 1 0 . 9 8 9 2 . 1 3Aa      0 . 0 2 9 2 . 1 3 0 . 0 2 3 50 . 0 2 9 2 . 1 3 1 0 . 0 2 7 8 . 1 1Ba     30 . 9 7 6 5 0 . 0 2 3 51 / ( ) 8 1 2 . 0 /8 1 2 . 1 8 0 7 . 5L D m k g m    ②对于进料板： Ft =℃时 337 9 2 . 5 / 7 9 0 . 2 /ABk g m k g m 同上可得 30 . 3 9 0 0 . 6 1 01 / ( ) 7 9 1 . 1 /7 9 2 . 5 7 9 0 . 2L F m gm    吉林化工学院化工原理课程设计 15 ③对于塔底：  ℃时 337 8 1 . 2 / 7 8 2 . 3 /ABk g m k g m 同上可得 30 . 0 2 5 5 5 0 . 9 7 4 4 51 / ( ) 7 8 2 . 3 /7 8 1 . 2 7 8 2 . 3L W m k g m    （ 3） 精馏段平均液相密度： 31 8 1 2 . 0 7 9 1 . 1 8 0 1 . 6 k g m22L D m L F mLm       提馏段平均液相密度： 32 7 9 1 . 1 7 8 2 . 3 7 8 6 . 7 k g m22L W m L F mLm        液体平均表面张力计算 依下式计算1nm i ii x （ 1）对于塔顶： 1 118 0 . 6 2 0 . 7 5 m N m , 2 1 . 0 2 m N m0 . 9 8 2 0 . 7 5 ( 1 0 . 9 8 ) 2 1 . 0 2 2 0 . 7 8 m N mD L A L BL D mtC             （ 2）对于进料板： 1 19 9 . 2 1 8 . 7 5 m N m , 1 9 . 2 5 m N m0 . 4 2 9 5 1 8 . 7 5 ( 1 0 . 5 7 0 5 ) 1 9 . 2 5 1 9 . 0 4 m N mF L A L BL F mtC            （ 3）对于塔底： 1 111 0 9 . 1 1 8 . 1 m N m , 1 8 . 6 m N m0 . 0 3 1 8 . 1 ( 1 0 . 9 7 ) 1 8 . 6 1 8 . 5 9 m N mW L A L BL W mtC             （ 4）精馏段平均表面张力： 1L1 2 0 . 7 8 1 9 . 0 4 1 9 . 9 1 m N m2m    提馏段平均表面张力： 1L2 1 8 . 5 9 1 1 9 . 0 4 1 8 . 8 2 m N m2m     精馏塔体工艺尺寸的计算  塔径的计算 （ 1） 求精馏塔气液相负荷 精馏段： 2 . 8 2 8 1 . 7 9 2 3 0 . 6 4 7 8 k m o l / h( 1 ) ( 2 . 8 2 1 ) 8 1 . 7 9 3 1 2 . 4 3 7 8 k m o l / hL R DV R D         提馏段： 2 3 0 .6 4 7 8 0 .9 6 1 8 5 4 0 8 .2 4 7 8 k m o l /h( 1 ) 3 1 2 .4 3 7 8 ( 1 0 .9 6 ) 1 8 5 3 0 5 .0 3 7 k m o l /hL L q FV V q F             （ 2） 精馏段的气液体积流率为 : 311113 1 2 . 4 3 7 8 8 0 . 6 8 2 . 4 8 3 m s3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 8 2VmSVmVMV       311112 3 0 . 6 4 7 8 8 2 . 4 5L 0 . 0 0 6 6 m s3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 1 . 6LmSLmLM       吉林化工学院化工原理课程设计 16 m a x LVVuC （由式 20 ()20CC ） 20C 由史密斯关联图查取，图的横坐标为 11220 . 0 0 6 6 3 6 0 0 8 0 1 . 6( ) ( ) 0 . 0 4 4 82 . 4 8 3 3 6 0 0 2 . 8 2h LhVLV     取板间距 HT= 板上液层高度  h = 0 . 4 0 . 0 6 = 0 . 3 4TLH  查得 史密斯关 联图 到 20  0 . 2 0 . 2120 1 9 . 9 1( ) 0 . 0 7 2 ( ) 0 . 0 7 1 92 0 2 0LmCC     111m a x18 0 1 . 6 2 . 8 20 . 0 7 1 9 1 . 2 1 0 1 m s2 . 8 2L m V mVmuC         取安全系数为 ，则空塔速度为 m a x0 . 7 0 . 7 1 . 2 1 0 1 0 . 8 4 7 1 /u u m s    塔径 14 4 2 . 4 8 3 1 . 9 3 2 3 m3 . 1 4 0 . 8 4 7 1sVD u    按标准塔径圆整为  截面积 2 2 22 . 0 3 . 1 4 2 m44TAD    实 际空塔气速 11 2 .4 8 3 0 .7 9 0 m s3 .1 4 2sTVu A    （ 2）提馏段气液相体积流率计算 ,2 31,23 0 5 .0 3 7 8 7 .0 4 2 .3 1 9 m s3 6 0 0 3 6 0 0 3 .1 8VmsVmVMV       ,2 31,24 0 8 .2 4 7 8 8 8 .9 1 0 .0 1 2 8 m s3 6 0 0 3 6 0 0 7 8 6 .7LmsLmLML       ( )20LCC 式 中 由 计 算 其中的 20C 查史密斯关联图，图的横坐标为 11220 . 0 1 2 8 3 6 0 0 7 8 6 . 7( ) ( ) 0 . 0 8 7 02 . 3 1 9 3 6 0 0 3 . 1 7h LhVLV     取板间距 HT= 板上液层高度  h = 0 . 4 0 . 0 6 = 0 . 3 4TLH  查 史密斯关联 图得到 20  吉林化工学院化工原理课程设计 17 0 . 2 0 . 2220 1 8 . 8 2( ) 0 . 0 6 8 ( ) 0 . 0 6 7 22 0 2 0LmCC     122m a x27 8 6 . 7 3 . 1 70 . 0 6 7 2 1 . 0 5 6 5 m s3 . 1 7L m V mVmuC         取安全系数为 ，则空塔速度为 1m a x0 . 7 0 . 7 1 . 0 5 6 5 0 . 7 3 9 6 m suu     塔径 24 4 2 . 3 1 9 1 . 9 9 9 m3 . 1 4 0 . 7 3 9 6sVD u    按标准塔径圆整为  截面积 2 2 22 . 0 3 . 1 4 2 m44TAD    实际空塔气速 11 2 .3 1 9 0 .7 3 8 m s3 .1 4 2sTVu A    根据上述精馏段和提留段塔径的计算，可知全塔塔径为   精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算  精馏段有效高度的计算 精 馏 段 有 效 高 度 为 TN 1) H11( (12 1 ) 0. 4 4. 4 mZ      提 馏 段 有 效 高 度 为 TN 1) H22( (14 1 ) 0. 4 5. 2 mZ      在进料板上方开一个小孔，气高度为 故精馏塔的有效高度为 12 0. 8 10 .4 mZ Z Z     溢流装置计算 因  ，可 采用单溢流弓型降液管，采用凹形受液盘，不设进口堰，各项计算如下： （ 1）溢流堰长 Wl mWlD    (2) 溢 流堰高度 Wh W L OWh h h 选平直堰，堰上液高度为 OWh ，近似取 1E ， 22331 33 3 6 0 0 0 . 0 0 6 62 . 8 4 1 0 ( ) 2 . 8 4 1 0 1 ( ) 0 . 0 1 9 11 . 3 6SOWWLh E ml         取板上清液层高度 60mmLh  故 0 .0 6 0 .0 1 9 1 0 .0 4 0 9 mW L O Wh h h     (3)弓形降液管的宽度 dW 与降液管的面积 fA 由  查弓型降液管图 得  ， TAA  故 0 . 1 4 8 0 . 1 4 8 2 . 0 0 . 2 9 6 mdWD    吉林化工学院化工原理课程设计 18 20 . 0 8 5 0 . 0 8 5 3 . 1 4 2 0 . 2 6 7 mfTAA    计算液体在降液管中停留时间 13600 3 6 0 0 0 . 2 6 7 0 . 4 1 6 . 1 8 5 s0 . 0 0 6 6 3 6 0 0fThAH sL    ， 故降液。