筛板精馏塔计.doc

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1、筛板精馏塔设计在常压连续筛板精馏塔中精馏分离含苯41%的苯，甲苯混合液，要求塔顶溜出液中含甲苯量不大于4%，塔顶釜液中含甲苯量不低于98.5%（以上均为质量分数）。已知参数：苯，甲苯混合液处理量，3.9t/h；进料热状态，自选；回流比，自选；塔顶压强，4kPa(表压)；热源，低压饱和水蒸汽；单板压强降，不大于0.7kPa；厂址：天津地区。设计计算一，精馏流程的确定苯，甲苯混合料液经原料预热器加热至泡点后，送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝后，一部分作为回流，其余为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽向再沸器供热，塔顶产品经冷却后送入贮槽。二，

2、塔的物料衡算(一)料液及塔顶，塔底产品含苯摩尔分数xF=41/78.11/(41/78.11+59/92.13)=0.45xD=96/78.11/(96/78.11+4/92.13)=0.966xw=1.5/78.11/(1.5/78.11+98.5/92.13)=0.0175(二)平均摩尔质量MF=.45*78.11+(1-0.45)*92.13=85.82kg/molMD=0.966*78.11+(1-0.966)*92.13=78.59kg/molMW=0.0175*78.11+(1-0.0175)*92.13=91.88kg/mol(三)物料衡算总物

3、料衡算D′+W′=3900易挥发组分物料衡算0.96D′+0.015W′=0.41*3900联立以上二式得：D′=1630.2kg/hD=1630.2/78.59=20.74kmol/hW′=2269.8kg/hW=2269.8/91.88=24.70kmol/hF′=3900kg/hF=3900/85.82=45.44kmo/h三，塔板数的确定(一)理论塔板数NT的求取苯，苯属理想物系，可采用M.T.图解法求NT（1）根据苯，苯的汽液平衡数据做y-x图及t-x-y图，参见图1及图2(2)求最小回流比Rmin及回流比R。因泡点进料，在图1中对角线上自点e(0

4、.45，0.45）作垂线即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为yq=0.667,xq=0.45,此即最小回流比时操作线与平衡线的交点坐标。依最小回流比计算式：Rmin=1.38取操作回流比R=2Rmin=2*1.38=2.76(3)求理论板数NT.精馏段操作线为:Y=(R/R+1)*X+XD/(R+1)=0.734x+0.257如图1所示，按常规线M.T.作图法解得：NT=（13.5-1）层（不包括釜）。其中精馏段理论板数为5层，提馏段为7.5层（不包括釜），第6层为加料板。(二)全塔效率依式ET=0.17-0.616lgm根据塔顶，塔底液相组成查图2

5、，求的塔平均温度为95.15℃该温度下进料液相平均黏度为：m=0.45苯+（1-0.45）甲苯=0.45*0.267+（1-0.45）0.275=0.271mPa·s故ET=0.17-0.616lg0.271=0.51952﹪（三）实际塔板数N精馏段N精=5/0.52=9.610层提馏段N提=7.5/0.52=14.42，取15层四，塔的工艺条件及物性数据计算以精馏段为例进行计算：（一）操作压强PM塔顶压强PD=4+101.3=105.3KPA，取每层塔板压强降0.7KPA，则进料板压强PF=105.3+10*0.7=112.3KPA精馏段平均操作压强PM=

6、（105.3+112.3）/2=108.8KPA（二）温度根据操作压强，依下式试差计算操作温度：P=P°AXA+P°BXB试差计算结果，塔顶tD=82.1℃，进料板tF=99.5℃，则精馏段平均温度tF==90.8℃（一）平均摩尔质量MM塔顶XD=y1=0.966，X1=0.916MVDm=0.966*78.11+（1-0.966）92.13=78.59Kg/KmolMLDm=0.916*78.11+(1-0.916)92.13=79.29Kg/Kmol进料板YF=0.604XF=0.388MVFM=0.604*78.11+(1-0.604)92.13=83

7、.66Kg/KmolMLFM=0.388*78.11+(1-0.388)92.13=86.69Kg/Kmol则精馏段平均摩尔质量：MVM(精)==81.13Kg/KmolMLM(精)==82.99Kg/Kmol(四)平均密度m1.液相密度Lm依下式1/Lm=aA/LA+aB/LB(a为质量分数)塔顶1/LmD=0.96/812.7+0.04/807.9LmD=813.3Kg/m3进料板，由加料板液相组成，xA=0.388aA==0.351/LmF=0.35/793.1+(1-0.35)/790.8LmF=792.4Kg/m3故精馏段平均液相温度Lm（精）=1

8、/2（813.3+792.4）=802.9Kg/m3