分离苯（1）-甲苯（2）-乙苯（3）混合物

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1、化工原理课程设计说明书设计题目：分离苯（1）-甲苯（2）-乙苯（3）混合物班级：化工06-2班姓名：毕胜指导教师：马庆兰设计成绩：日期：2009.6.8-2009.7.438设计任务书38目录工艺流程简图第一部分精馏塔的工艺设计第一节产品组成及产品量的确定一、清晰分割法二、质量分率转换成摩尔分率三、物料平衡表第二节操作温度与压力的确定一、回流罐温度二、回流罐压力三、塔顶压力四、塔顶温度五、塔底压力六、塔底温度七、进料压力八、进料温度第三节最小回流比的确定第四节最少理论板数的确定第五节适宜回流比的确定一、作N-R/Rmin图二、作N（R+1）-R/Rmin图三、选取经验数据

2、第六节理论塔板数的确定第七节实际塔板数及实际加料板位置的确定附表：温度压力汇总表第八节塔径计算一、精馏段塔径二、提馏段塔径第九节热力学衡算附表：全塔热量衡算总表第二部分塔板设计第一节溢流装置设计第二节浮阀塔板结构参数的确定第三节浮阀水力学计算第四节负荷性能图38第三部分板式塔结构第一节塔体的设计一、筒体设计二、封头设计三、人孔选用四、裙座设计第二节接管的设计第四部分辅助设备设计第一节全凝器设计第二节再沸器选择第三节回流泵选择第五部分计算结果汇总第六部分负荷性能图第七部分分析讨论附录参考资料3838第一部分精馏塔的工艺设计第一节产品组成及产品量的确定一、清晰分割法（P492

3、）重关键组分为甲苯，轻关键组分为苯，分离要求较高，而且与相邻组分的相对挥发度都较大，于是可以认为是清晰分割，假定乙苯在塔顶产品中的含量为零。现将已知数和未知数列入下表中：a1a2a3备注进料（F）0.280.420.3给定塔顶产品（D）0.990.010给定x1,D，估计x3，D=0，算得x1,D塔顶产品（W）0.013未知未知注：表中F、D、W为质量流率，a1、a2、a3为质量分率列全塔总物料衡算及组分A、B、C的全塔物料衡算得，由（1）、（2）两式，将式（5）代入式（4）解得，由式（1），由式（3），解得，说明计算结果合理已知，38解得，二、质量分率换算成摩尔分率（P

4、411）物性参数化工热力学P189名称相对分子质量g/mol临界温度Tc临界压力Pc苯78.114562.248.9甲苯92.141591.841.0乙苯106.168617.236.0注：温度单位K，压力单位0.1MPa换算关系式：同理，解得进料、塔顶、塔底各组分的摩尔分率解得，三、物料平衡表将以上的结果列入下表中：物料平衡表项目进料塔顶塔底流率kmol/hkg/hkmol/hkg/hkmol/hkg/h苯31.54246430.4823811.0683甲苯40.1136960.262439.853672乙苯24.8726400024.872640合计96.528800

5、30.74240565.78639538组成mol%kg%mol%kg%mol%kg%苯0.32680.280.99150.990.01620.0130甲苯0.41560.420.00850.010.60580.5742乙苯0.25760.30000.37800.4128合计111111第二节操作温度与压力的确定一、回流罐温度一般应保证塔顶冷凝液与冷却介质之间的传热温差：已知，冷却剂温度：则，二、回流罐压力纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学P199）：饱和蒸气压关联式化工热力学P199名称ABCD苯-6.982731.33213-2.62863-3.33399甲苯-7.2

6、86071.38091-2.83433-2.79168乙苯-7.486451.45488-3.37538-2.23048以苯为例，38同理，解得∵∴取三、塔顶压力塔顶管线及冷凝器的阻力可以近似取作0.15atm则，四、塔顶温度露点方程：试差法求塔顶温度t45.080.085.085.2pa00.29741.00801.17291.1799pb00.09850.38710.45870.4618等式左边3.42031.00560.86390.8587等式右边0.85820.85820.85820.8582五、塔底压力六、塔底温度38泡点方程：试差法求塔底温度t90.0120.

7、0128.0128.7pa01.35812.99123.60923.6675pb00.54061.30861.61431.6435pc00.24190.64090.80740.8234等式左边0.44091.08341.34151.3662等式右边1.36521.36521.36521.3652七、进料压力设计中可近似取：八、进料温度（P498）物料衡算和相平衡方程：（质量分率）试差法求进料温度t106.95110.0112.9pa02.15952.33562.5131pb00.90880.99221.0770pc00.429