化工原理课程设计苯甲苯的分离[1]

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1、物料，热量等的的衡算化工原理课程设计–––––板式精馏塔的设计系别：化学化工系班级：09级1班姓名：李飞学号：200992074052物料，热量等的的衡算目录一、化工原理课程设计任书二、设计计算1.设计方案的确定2.精馏塔的物料衡算3.塔板数的确定4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算6.塔板主要工艺尺寸的计算7.筛板的流体力学验算8.塔板负荷性能图三、参考书目板式精馏塔设计任务书一设计题目：设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔二、设计任务及条件1、设计任务：物料处理量：4000kg/h进料组成：0

2、.60.44苯，苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）分离要求：塔顶产品组成苯0.9750.99塔底产品组成苯0.02350.152、设计条件物料，热量等的的衡算塔顶表压：4kPa单板压降：≤0.7kPa全塔效率：52%1.设计方案的选定本设计任务为分离苯一甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回

3、流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2精馏塔的物料衡算(1)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量MA＝78.11kg/kmo；甲苯的摩尔质量MB＝92.13kg/kmol进料组成XF＝＝0.481馏出液组成XD＝＝0.979釜残液组成XW＝＝0.028（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF＝0.481×78.11＋0.519×92.13＝85.39kg/kmolMD＝0.979×78.11＋0.021×92.13＝78.40kg/kmolMW＝0.028×78.11＋0.972×92

4、.13＝91.74kg/kmol（3）物料衡算改，，，原料处理量F＝4000/85.39＝46.84kmol/h总物料衡算46.84=D＋W苯物料衡算46.84×0.481＝0.979D＋0.028W联立解得D＝22.31kmol/hW＝24.53kmol/h3塔板数的确定依操作压力由泡点方程通过试差差值法计算温度，其中笨，甲苯的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算结果如下：塔顶tD＝80.6℃Ps苯＝102.9kpaPs甲苯＝39.6kpa进料板tF＝93.0℃Ps苯＝148.2kpaPs甲苯＝59.7kpa物料，热量等的的

5、衡算塔底tW＝109.4℃Ps苯＝230.3kpaPs甲苯＝97.8kpa精馏段平均温度tm＝(80.6+93.0)/2=86.8℃提馏段平均温度tm＝(93.0+109.4)/2=101.2℃挥发度的计算：塔顶αD＝102.9/39.6=2.60进料αF＝148.2/59.7=2.48塔底αW＝230.3/97.8=2.35全塔平均相对挥发度为αm＝＝＝2.47精馏段平均相对挥发度为αm＝＝＝2.54饱和液体进料时，Rmin＝＝1.321.02取实际回流比为最小回流比的21.5倍，即R＝2.641.53X＝＝改、、、、、

6、＝0.360.202(0.01＜X＜0.9）Nmin＝＝7.178.79又由李德-吉利兰数据回归，计算N则＝0.545827-0.591422×X+0.002743/X＝0.3410.44解得N＝1216.18（不包括再沸器）精馏段理论板数Nmin＝＝3.203.56解得N‘＝67.4N’_Nmin/(N’+2)故加料板为从塔顶往下的第7层理论版。8物料，热量等的的衡算（3）全塔效率的计算查温度组成图得到，塔顶温度TD=80.6℃，塔釜温度TW=109.4℃，全塔平均温度Tm=92.97℃。95分别查得苯、甲苯在平均温度下

7、的粘度)(267.0smPaA×=m，)(275.0smPaB×=m平均粘度由公式，得)(276.0275.0361.0267.0639.0smPam×=´+´=m全塔效率ET53.0...(49.0=)==TE2.47m相平衡方程解得xxy47.1147.2+=变形得用精馏段操作线和相平衡方程进行逐板计算=0.992，=0.980985.0392.0605.012=+=xy，964.047.147.22=-=yyx975.0392.0605.023=+=xy，940.047.147.233=-=yyx物料，热量等的的衡算

8、961.0392.0605.034=+=xy，909.047.147.244=-=yyx942.0392.0605.045=+=xy，867.047.147.255=-=yyx917.0392.0605.056=+=xy，817.047.147.266=-=yyx886.0392.0605.067=+=