分离苯——甲苯混合液的筛板板式精馏塔工艺设计课程设计

分离苯——甲苯混合液的筛板板式精馏塔工艺设计课程设计内容摘要：

3 8 3 . 1 0 7 8 ( 1 0 . 3 8 8 4 ) 3 7 0 . 7 0 9 2 3 2 4 6 4 . 3 4m         kJ/kg 所以 1 5 8 . 4 0 ( 9 5 2 5 ) 3 2 4 6 4 . 3 4 1 . 3 43 2 4 6 4 . 3 4pCtq       所以 q 线方程为： 1 3 . 9 4 1 . 1 411 Fqq x x xqq    操作回流比 R 的确定 联立： 2. 46 , 3. 94 1. 141 1. 46xy y xx   解得： 6, 8qqxy m in yx    所以 m i n1 .5 1 .5 1 .6 1 2 .0 7RR    求精馏塔的气液相负荷 2 . 0 7 2 4 . 9 8 5 1 . 7 0 /L R D k m o l h     ( 1 ) ( 2 .0 7 1 ) 2 4 .9 8 7 6 .6 9 /V R D k m o l h      39。 5 1 . 7 0 1 . 3 4 6 4 . 1 8 1 3 7 . 7 0 /L L q F k m o l h      39。 ( 1 ) 7 6 . 6 9 ( 1 . 3 4 1 ) 6 4 . 1 8 9 8 . 5 1 /V V q F k m o l h        . .. 操作线方程 精馏段操作线方程为：1 2. 07 0. 98 30 06 74 0. 31 41 1 2. 07 1 2. 07 1Dn n n nxRy x x xRR          提馏段操作线方程为：1 39。 1 3 7 .7 0 3 9 .2 0 0 .0 0 9 4 1 .3 9 8 0 .0 0 439。 39。 9 8 .5 1 9 8 .5 1wn n n nWxLy x x xVV        用逐板法算理论板数 11 1 111112 .4 6 0 .9 8 3 0 0 .9 5 9 21 ( 1 ) 1 1 .4 6 ( 1 ) 2 .4 6 1 .4 6 0 .9 8 3 0DDyxx x yx x x              220 . 6 7 4 0 . 9 5 9 2 0 . 3 2 0 . 9 6 6 50 . 9 2 1 4yx     同理可算出如下值： 3344556677889910 1011 41 0。 66 4 04 0。 92 9 54 4。 04 6 95 0。 11 9 32 4。 26 6 74 9。 57 7 28 5。 07 5 94 7。 73 6 88 4 98 0Fyxyxyxyxyxyxyxy x xy   所 以 第 10 块 板 上 进 料 ， 以 后 将 数 据 代 入 提 馏 段 方 程 中。 1112 1213 1314 1415 1516 1617 1718 18 18 3..37 36 04 18 3。 04 3 6 6 18 3 21 4。 28 4 15 3。 57 7 16 5。 47 6 02 3。 93 5 26 7。 60 1 80 4。 34 3 44 0。 18 4xyxyxyxyxyxyxyx   19 19 21 7。 08 9 09 4wy x x    所以总理论板数为 TN 19 块（包括再沸器），第 10 块板上进料。 . .. 由苯与甲苯不同温度下的平衡组成作出其二元液相图。 由图可知  对应的塔底温度为  ℃。  对应的塔顶的温度为  ℃，这样，平均塔温为  （ ）℃。 由经验式查   0 .2 4 5L4 0 .4 9 ( )TE  文 献 式中， L  塔 顶 与 塔 底 平 均 温 度 下 的 液 相 黏 度塔 顶 与 塔 底 平 均 温 度 下 的 相 对 挥 发 度 查文献 5 在 ℃ 苯的粘度： s ；甲苯的粘度： s。 加料液体的平均粘度： 7 5 1 m P a s2  . 4 9 ( 2 . 4 6 0 . 2 7 1 ) 0 . 5 4 1TE    。 精馏段实际板层数 N 9 / 17精 提馏段实际板层数 N 10 / 19提 所以精馏塔的总实际塔板数为 1 7 1 9 3 6N N N    精 提 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 进料温度的计算 查苯 — 甲苯的气液平衡数据文献 1 ，可知 95Ft  ℃  ℃  ℃ . .. 精馏段平均温度： 1 ( 95 )  提馏段平均温度： 2 (109. 9 95 )  操作压强 每层塔板相差 塔顶压强 DP = 进料板压强： FP =+18 = 塔底压强： wP = 精馏段平均操作压力：1 (10 1. 33 11 3. 93 ) 10 7. 632P m KP a 提馏段平均操作压力：2 (11 3. 93 12 5. 83 ) m KP a 平均摩尔质量的计算 塔顶： 110 .9 8 3 0 , 0 .9 5 9 2DX Y x   0 . 9 8 3 0 7 8 ( 1 0 . 9 8 3 0 ) 9 2 7 8 . 2 4 /0 . 9 5 9 2 7 8 ( 1 0 . 9 5 9 2 ) 9 2 7 8 . 5 7 /V D mL D mM k g k m o lM k g k m o l           进料板： 0 .5 9 4 7 , 0 .3 7 3 6FFYx 0 . 5 9 4 7 7 8 ( 1 0 . 5 9 4 7 ) 9 2 8 3 . 6 7 /0 . 3 7 3 6 7 8 ( 1 0 . 3 7 3 6 ) 9 2 8 6 . 7 7 /VFmL F mM k g k m o lM k g k m o l           塔釜： 0 .0 2 1 7 , 0 .0 0 8 9WwYx 0 . 0 2 1 7 7 8 ( 1 0 . 0 2 1 7 ) 9 2 9 1 . 7 0 /0 . 0 0 8 9 7 8 ( 1 0 . 0 0 8 9 ) 9 2 9 1 . 8 8 /V W mL W mM k g k m o lM k g k m o l           精馏段平均摩尔质量： 1178. 24 83. 67 80. 96 /278. 57 87. 77 82. 67 /2VmLmM k g lmo lM k g k m ol . .. 提馏段平均摩尔质量 228 3 .6 7 9 1 .7 0 8 7 .6 9 /28 6 .7 7 9 1 .8 8 8 9 .3 3 /2VmLmM k g k m o lM k g k m o l： 平均密度计算 (1)气相平均密度 vm 计算 理想气体状态方程计算，即 精馏段气相密度： 3111110 3 80 .96 0 / 14 ( 87 .65 27 5 )m v mvmmPM k g mRT     提馏段气相密度： 3222211 8 87 .69 7 / 14 ( 10 5 27 5 )m v mvmmPM k g mRT     (2)液相平均密度 Lm 计算  iim  /1 0 . 9 8 3 0 7 8 0 . 9 7 9 90 . 9 8 3 0 7 8 ( 1 0 . 9 8 3 0 ) 9 2AD     当  ℃时 ,用内插法求得下列数据 333814 .67 / , 809 .71 / 9 11 / ( ) 814 .57 /814 .67 809 .71ABL D mk g m k g mk g m   对于进料板： 95Ft  用内插法求得下列数据 3379 8. 20 / , 79 5. 25 /ABk g m k g m 0 . 3 8 8 4 7 8 0 . 3 4 9 90 . 3 8 8 4 7 8 ( 1 0 . 3 8 8 4 ) 9 2AF     30. 34 99 0. 65 011 / ( ) 79 6. 36 /79 8. 20 79 5. 25LF m k g m    对于塔底：  ℃ ，查表 14 得 . .. 3337 8 0 .4 / , 7 8 0 .4 /0 .0 0 9 4 7 8 0 .0 0 8 00 .0 0 9 4 7 8 ( 1 0 .0 0 9 4 ) 9 20 .0 0 8 0 .9 9 2 01 / ( ) 7 8 0 .4 /7 8 0 .4 7 8 0 .4ABAWLW mk g m k g mk g m      精馏段平均密度： 31 81 4. 57 79 6. 36 80 5. 47 /22LD m LF mLm k g m     提馏段平均密度： 379 6. 36 78 0. 42 78 8. 38 /22LW m LF mLM k g m     液体平均表面张力计算 液相平均表面张力计算公式：  iiLm x 塔顶：  ℃，查文献 6 2 1 . 2 3 / , 3 1 . 3 5 /0 . 9 8 3 0 2 1 . 2 3 ( 1 0 . 9 8 3 0 ) 3 1 . 3 5 2 1 . 4 0 /L A L BL D mm N m m N mm N m      进料板： 95Ft  ℃，查文献 6 1 9 .4 6 / , 2 0 .2 6 /0 .3 8 8 4 1 9 .4 6 ( 1 0 .3 8 8 4 ) 2 0 .2 6 1 9 .9 5 /LA LBLF mm N m m N mm N m      塔底：  ℃，查文献 6 1 7 . 6 7 / , 1 8 . 4 3 /L A L Bm N m m N m 0 . 0 0 9 4 1 7 . 6 7 ( 1 0 . 0 0 9 4 ) 1 8 . 4 3 1 8 . 4 2 /L W m m N m       精馏段平均表面张力：1 2 1 .4 0 1 9 .9 5 2 0 .6 8 /2Lm m N m  提馏段平均表面张力：2 19 .9 5 18 .4 2 19 .1 9 /2Lm m N m  . .. 液体平均粘度计算 lg lgm i ix 塔顶：  ℃，查文 献 5 A 0 . 3 0 7 m P , 0 . 3 1 0Bs m P s    l g 0 . 9 8 3 0 l g 0 . 3 0 7 ( 1 0 . 9 8 3 0 ) l g 0 . 3 1 0L D m      0 .3 0 8LD M m P s   进料板： 95Ft  ℃，查文献 6 0 . 2 6 7 , 0 . 2 7 5ABm P s m P s   。