精馏塔(浮阀塔)设计说明书

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1、第一章物料衡算与操作线方程1.1间接蒸汽加热方式下的物料恒算总物料衡算F=D+W易挥发组分的物料衡算Fxe=Dxd+Wxw式4F,D,W—进料、憾出液和釜残液的流量，kmollh兀f—进料屮易挥发组分的组成，摩尔分率勺一憾出液中易挥发组分的组成，摩尔分率心一釜残液中易挥发组分的组成，摩尔分率苯的摩尔质量为78,甲苯的摩尔质量为92.进料组成——型竖——=—型虫一=0.3884f35/M八+65/M”35/78+65/92釜残液组成心二一耳些——=—乞虫一=0.023512/Ma+98/M〃2/78+98/92馄出液组成xD=——9

2、9.8m=——99.8/78——=09983'99.8/+0.2/Mb99.8/78+0.2/92塔顶憾出液的平均摩尔质量Md=0.998x78+0.002x92=78.023塔顶憎岀液的流量D=5.3X107300x24x78.0238=9434kmol/h全塔物料衡算F=D+WFxf=Dxd+Wxw代入相关数据得：F=252Alkmollh,W=^A3kmoUh1.2精馅段操作线方程1.2.1最小回流比的确定对理想物系或对理想物系偏离不大的情况，最小冋流比可直接由下式求得其中：由以下两式联立求解：axy—1+(0-1)兀qx

3、Fy=—^—x+——儿q+qq+1选择饱和液体进料，故9=1,根据塔顶和塔底组成勺•二=0.9983,心=0.02351在苯■甲苯混合液的t-x-y附图1中分别查出塔顶和塔底温度为分别为7^=80.15°C,7；v=109°C;然后查表1,110.6°C和105°C时苯和甲苯的饱和蒸汽压表1不同温度下苯和甲苯的饱和蒸汽压温度/°c80.1859095100105110.6101.33116.9135.5155.7179.2204.2240.0P；40.046.054.063.374.386.0101.33用内插法求得7；=80.

4、15°C,7；v=109°C时苯和甲苯的饱和蒸汽压，计算塔顶和塔底的相对挥发度勺和勺7^=80」5。(7时得厅=101.49如85-80.15_85-80.1116.9-用一116.9-101.3385-80.1546-圧_85-80.1-46-40得P；=96.95kPap°ini49塔顶相对挥发度讣倉踪63Tw=109°C时110.6-109_110.6-105240—欄一240—204.2得P；=96.95kPa110.6-109_110.6-105101.33-梯一101.33-86塔底相对挥发度心苧謡=2.37塔的平均相

5、对挥发度%==V2.53x2.37=2.452.45x0.38841+(2.45-1)x0.3884儿一1+(—1兀表2不同温度下苯和甲苯的组成t/°C80.1859095100105110.61.0000.7800.5810.4120.2580.13001.0000.9000.7770.6330.4560.2620=0.6087最小回流比为儿一亠0.9983-0.6087=17?0.6087-0.38841.2.2适宜回流比的确定根据设计经验，一般物系的适宜回流比为R=（1」・2.0）Rn,n取/?=2心“=2x1.77=3.5

6、41.2.3操作线方程精憎段操作线方程儿+1二:R£+©=o.7797x+0.2199R+1“/?+1"提憎段操作线方程儿L.WL+qF.WL-Ww厶_WL+qF-W”L+qF-W=1.3692x,n-0.00868第二章理论塔板数的确定本次设计采用直角梯级图解（M.T.图解法）将逐板计算过程在x-y相平衡图上进行，分别用平衡线和操作线代替平衡方程和操作线方程，用图解理论板的方法代替逐板计算法，则大大简化了求解理论板的过程。但准确性较差，一般二元精憾计算中常用此法。图解理论板的方法与步骤简述如下：塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶采用全凝

7、器（勺=必），泡点进料，如附图2（2）作精镭段操作线点a（xD9xD）至b点（精憎段操作线在y轴上的截距勺/（R+1））连线ab或自点a作斜率为/?/（/?+〔）的直线ab,即为精憾段操作线。（3）进料线（q线）自点e（xE,xF）向上横标的直线ef线（即为q线）。q线ef与精馆段操作线ab的交点d,就是精馆塔两操作线的交点。（4）作提镭段操作线连接点d与点c（几，心），dc线即为提馅段操作线，也可自点c开始作斜率为（厶+疔）/（厶+qF-W）的线段即为提憾段操作线，此线与ab线交点为点d。（5）图解理论板层数自点g（勺，勺）开始

8、，在精镭段操作线吐与平衡线之间绘直角梯级，梯级跨过两操作线交点d时，改在提憾段操作线de与平衡线Z间绘直角梯级，直到梯级的垂直线达到或超过点c（xw,xw）为止，每一个梯级代表一层理论板，跨过交点d的梯级为进料板。由于间接蒸汽加热，再沸器视为一层理