分离正戊烷-正己烷用浮阀精馏塔设计

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1、分离正戊烷-正己烷用浮阀精馏塔设计正戊烷—正己烷连续精馏浮阀塔的设计第1章序言精馏是分离液体混合物，一种利用回流是液体混合物得到高度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛应用与石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏过程在能量剂的驱动下，使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分分离。该过程是同时进行传质传热过程。精馏塔分为板式塔填料塔两大类。板式塔又有筛板塔、泡罩塔、浮阀塔等。29本次设计任务是设计双组份连

2、续精馏浮阀塔，实现从正戊烷、正己烷的混合溶液中分离出一定纯度的正己烷。本次设计选用浮阀塔。本次设计基本流程：原料液（正戊烷、正己烷混合液，泡点进料），经过预热器预热达到指定温度后，送入精馏塔的进料板上，进料中的液体和上塔段下来的液体逐板溢流，最后流入塔底再沸器中，经过再沸器得到汽化，蒸汽沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。进料中的蒸汽和下塔段来的蒸汽一起沿塔逐板上升，上升的蒸汽进入冷凝器，部分蒸汽得到冷凝返回塔顶，其余镏出液作为塔顶产品。在整个精馏塔中，气液两相逆流接触，进行相互传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组

3、分转入液相。在每层板上，回流液与上升蒸气互相接触，进行使热和使质过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（斧残液），部分液体气化，产生生升蒸气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器冷6却后被送出作为塔顶产品（馏出液）。本次设计主要内容是物料衡算、塔板数的确定、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算、塔板负荷性能图和生产工艺流程图。29图1-1精馏塔工艺流程图7基础数据表1-1.组分的饱和蒸汽压PiommHg温度（℃）Pio正戊烷正己烷xy表1-2.组分

4、的液相密度ρkg/m3温度（℃）ρ正戊烷表1-3.表面张力?mN/m温度（℃）?表1-4.混合物的粘度mpa.s温度（℃）06.236.00256.806.54507.377.10757.967.661008.508.20正戊烷正己烷018.2020.102016.0018.024013.8515.996011.7613.23809.71912.061007.75210.18正戊烷20626.2657.240605.5638.960583.762080560.3600.2100535.0579.336.140455055606

5、568.7101.33115.62136.05159.16185.18214.35246.89273.2831.981137.260.820.9345.020.620.8354.050.450.7164.660.310.5776.360.180.3889.960.070.17101.3300?正戊烷正己烷829第2章精馏塔的物料衡算2.1.物料衡算F:原料液流量(kmol/h)xF:原料组成（mol%）D:塔顶产品流量(kmol/h)xD：塔顶组成（mol%）W:塔底残液流量(kmol/h)xW：塔底组成（mol%）正戊烷—正

6、己烷的相对摩尔质量分数分别为72kg/kmol和86kg/kmol1．原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率正戊烷的摩尔质量MA?72kg/kmol正己烷的摩尔质量MB?86kg/kmol0.60/72?0.6420.60/72?0.40/860.98/72xD??0.9830.98/72?0.02/860.02/72xW??0.0240.02/72?0.98/86xF?2．原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量MF?0.642?72?(1?0.642)?86?77.012kg/kmolMD?0.983?72?(1?0.983)?86

7、?72.238kg/kmolMW?0.024?72?(1?0.024)?86?85.664kg/kmol3．物料衡算原料处理量F?45000?1000?73.778km/hol330?24?77.012总物料衡算F?D?W正戊烷物料衡算0.642F?0.983D?0.024?W联立解得D?47.544kmol/hF?26.234kmo/hl9292.2.常压下正戊烷—正己烷气、液平衡组成与温度的关系温度：利用表1-1中的数据由拉格朗日插值可求得tF、tD、tW.tF:50?45tF?45?tF=44.35℃0.45?0.620

8、.642?0.62tD:40?36.1tD0.82?1??400.983?0.82tW:68.7?65tw?68.70?0.07?0.024?0精馏段的平均温度：tF?tDt1=2=40.41℃提镏段的平均温度：t2?tF?tW2?55.89℃t1=40.41℃时的x1及y1