化工原理課程設(shè)計(jì)：苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-01-03 15:39 本頁面
【正文】 (３) 小孔篩板容易堵塞。下圖是板式塔的簡略圖：表1 苯和甲苯的物理性質(zhì)項(xiàng)目分子式分子量M沸點(diǎn)（℃）臨界溫度tC（℃）臨界壓強(qiáng)PC（kPa）苯AC6H6甲苯BC6H5—CH3表2 苯和甲苯的飽和蒸汽壓溫度859095100105,kPa，kPa表3 常溫下苯—甲苯氣液平衡數(shù)據(jù)（[2]：例1—1附表2）溫度859095100105液相中苯的摩爾分率汽相中苯的摩爾分率表4 純組分的表面張力([1]：附錄圖7)溫度8090100110120苯，mN/m甲苯，Mn/m20表5 組分的液相密度([1]：附錄圖8)溫度(℃)8090100110120苯,kg/814805791778763甲苯,kg/809801791780768表6 液體粘度181。（[1]：）溫度(℃)8090100110120苯（）甲苯（）表7常壓下苯——甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)溫度t℃液相中苯的摩爾分率x氣相中苯的摩爾分率y、塔底產(chǎn)品的摩爾分率物料衡算式:苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 原料處理量總物料衡算 苯物料衡算 聯(lián)立解得 式中 F原料液流量 D塔頂產(chǎn)品量 W塔底產(chǎn)品量 塔板數(shù)的確定(1)相對揮發(fā)度的計(jì)算苯的沸點(diǎn):℃ 甲苯的沸點(diǎn):℃由安托因方程 及網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于苯和甲苯的安托因系數(shù)圖2：苯和甲苯的安托因系數(shù)（來自百度網(wǎng)絡(luò)）① T=℃時苯：甲苯：解得： ② T=℃時苯：甲苯：解得： ℃時 ℃時 （2）最小回流比的求取由于泡點(diǎn)進(jìn)料即飽和液體進(jìn)料，所以取q=1，q線為一條垂直線~2倍，即，則?。?）求精餾塔的氣液相負(fù)荷 （泡點(diǎn)進(jìn)料q=1）（4）求操作線方程精餾段操作線方程：提餾段操作線方程：（5）逐板法求理論板數(shù)相平衡方程 即 變形得： 用精餾段操作線和相平衡方程進(jìn)行逐板計(jì)算： 故精餾段理論板數(shù)n=4用提餾段操作線和相平衡方程繼續(xù)逐板計(jì)算： 故提餾段理論板數(shù)n=6（不包括塔釜）理論板數(shù)一共10塊，進(jìn)料板為第5塊由于塔頂壓強(qiáng)為常壓=，理論板為10塊，故塔釜壓強(qiáng)=。經(jīng)chemCAD擬合計(jì)算的塔頂溫度=℃，塔釜溫度=℃。所以全塔平均溫度=℃。查液體黏度共線圖圖3：液體粘度共線圖分別查得苯、甲苯在平均溫度下的粘度，平均粘度由公式，得根據(jù)奧康奈爾（O`connell）公式計(jì)算全塔效率精餾段實(shí)際板層數(shù)提餾段實(shí)際板層數(shù)全塔共有塔板19塊，進(jìn)料板在第9塊板。 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算塔頂操作壓力P＝ kPa每層塔板壓降 △P＝ kPa進(jìn)料板壓力＝+8＝ kPa塔底操作壓力=+19＝ kPa精餾段平均壓力＝（+）／2＝ kPa提餾段平均壓力=（+）/2 = kPa根據(jù)上式計(jì)算出的壓力，經(jīng)過chemCAD擬合計(jì)算得塔頂溫度℃圖4：chemCAD擬合計(jì)算得塔頂溫度進(jìn)料板溫度℃ 圖5：chemCAD擬合計(jì)算得進(jìn)料板溫度塔底溫度℃圖6：chemCAD擬合計(jì)算得塔釜溫度精餾段平均溫度=（ +）/2 = ℃提餾段平均溫度=（+）/2 =℃塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由xD=y1=,代入相平衡方程得x1=進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由上面理論板的算法，得＝， ＝塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由 =,由相平衡方程，得=精餾段平均摩爾質(zhì)量 提餾段平均摩爾質(zhì)量①氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，精餾段的平均氣相密度即 提餾段的平均氣相密度②液相平均密度計(jì)算 液相平均密度依下式計(jì)算，即 由溫度可以查有機(jī)液體相對密度共線圖可以得到對應(yīng)的液體密度圖7：有機(jī)液體相對密度共線圖由tD＝℃，查共線圖得 塔頂液相的質(zhì)量分率 求得
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