处理量为12吨小时的二硫化碳和四氯化碳分离精馏塔设计书

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1、处理量为12吨/小时的二硫化碳和四氯化碳分离精馏塔设计书第一章1.1流程的设计及说明图1板式精馏塔的工艺流程简图-40-工艺流程：如图1所示。原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。为了便于了解操作中的情况及时发现问题和采取相应的措

2、施，常在流程中的适当位置设置必要的仪表。比如流量计、温度计和压力表等，以测量物流的各项参数。1.2【已知参数】:主要基础数据:表1二硫化碳和四氯化碳的物理性质项目分子式分子量沸点(℃)密度二硫化碳7646.51.2601.595四氯化碳15476.8表2液体的表面加力(单位:mN/m)温度℃46.55876.5二硫化碳28.526.824.5四氯化碳23.622.220.2表3常压下的二硫化碳和四氯化碳的气液平衡数据液相中二硫化碳摩尔分率x气相中二硫化碳摩尔分率y液相中二硫化碳摩尔分率x气相中二硫化碳摩尔分率y00.02960.06150.11060.14350.258000.08230.

3、15550.26600.33250.49500.39080.53180.66300.75740.86041.00.63400.74700.82900.87900.93201.01.3选塔依据工业上，塔设备主要用于蒸馏和吸收传质单元操作过程。对于一个具体的分离过程，通常按以下五项标准进行综合评价：（1）通过能力大，即单位塔截面能够处理得气液负荷高；（2）塔板效率高；（3）塔板压降低；-40-（1）操作弹性大；（2）结构简单，制造成本低。而筛板塔是现今应用最广泛的一种塔型，设计比较成熟，具体优点如下：（1）结构简单、金属耗量少、造价低廉。（2）气体压降小、板上液面落差也较小。（3）塔板效率较高

4、，改进的大孔筛板能提高气速和生产能力，且不易堵塞塞孔。因此对于苯和甲苯物系，有侧线进料和出料的工艺过程，选用板式塔较为适宜。第二章【设计计算】2.1、精馏流程的确定二硫化碳和四氯化碳的混合液体经过预热到一定的温度时送入到精馏塔，塔顶上升蒸气采用全凝器冷若冰霜凝后，一部分作为回流，其余的为塔顶产品经冷却后送到贮中，塔釜采用间接蒸气再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。流程图如图1所示。2.2、塔的物料衡算(一)、料液及塔顶塔底产品含二硫化碳的质量分率（二）、平均分子量（三）、物料衡算每小时处理摩尔量-40-总物料衡算易挥发组分物料衡算联立以上三式可得：2.3、塔板数的确定（一）理论板NT的求

5、法①根据二硫化碳—四氯化碳气液平衡组成与温度的关系数据表，用插值法求全塔温度：塔顶温度℃进料温度℃塔釜温度℃精馏段平均温度℃提馏段平均温度℃②根据二硫化碳—四氯化碳气液平衡组成与温度的关系数据表，用插值法求汽相组成：塔顶处汽相组成进料处汽相组成-40-塔釜处汽相组成③相对挥发度的求解塔顶处相对挥发度进料处相对挥发度塔釜处相对挥发度精馏段平均相对挥发度℃提馏段平均相对挥发度℃（1）平衡线方程（2）q线方程（3）最小回流比及操作回流比R-40-依公式取操作回流比(4)精馏段操作线方程(5)提馏段操作线方程提馏段操作线过点c和精馏段操作线方程与线方程的交点d，连接c、d即为提馏段操作线方程。图2

6、二硫化碳、四氯化碳的y-x图及图解理论板上作图解得：（不包括塔釜），其中精馏段为5层，提馏段为3.5层.(二)全塔效率-40-塔内的平均温度为,该温度下的平均粘度故:(三)实际板数N精馏段:提馏段:第三章板式塔主要工艺尺寸的设计计算3.1塔工艺条件及物性数据计算(一)操作压强的计算Pm塔顶压强PD=4+101.3=105.3kPa取每层塔板压降△P=1.0kPa则：进料板压强：PF=105.3+101.0=113.7kPa塔釜压强：Pw=105.3+90.7=121.3kPa精馏段平均操作压强：Pm==109.5kPa提馏段平均操作压强：P′m==116.8kPa.(三)平均摩尔质量计算塔

7、顶摩尔质量的计算：由xd=y1=0.97查平衡曲线,得x1=0.927；进料摩尔质量的计算：xF=0.388由平衡曲线查的：yF=0.582；；；塔釜摩尔质量的计算：由平衡曲线查的：xW=0.04=0.127-40-精馏段平均摩尔质量：；；提馏段平均摩尔质量：；；（四)平均密度计算：m不同温度下—的密度及质量分数列表位置温度（℃）塔顶46.54122415430.9410.059进料口58120615080.2030.7