【正文】 ～ %。苯是致癌物之一。分子式 C7H8，相對分子質量 ，相對 密度 (20℃ /4℃ )，熔點 95～ ℃ ，沸點 ℃ ，閃點℃ (閉杯 )，自燃點 480℃ ，蒸氣密度 kg/m3，蒸氣壓 (30℃ ) 比重 D 4℃ 20℃ 、 ，蒸氣與空氣混合物的爆炸極限為 %～ 7%。流速過快 (超過 3m/s)有產生和積聚靜電危險。 表 12 甲苯質量標準（ GB/T228493） 二硫化碳/(gBr/100mL) 噻吩 /(g/100mL) 中性實驗 中性 水分 室溫（ 18~20℃ ）下目測無可見不溶水 項目 指標 特級 一級 二級 外觀 室溫（ 18~25℃ ）下透明液體，不深于每1000mL 水中含有 重鉻酸鉀溶液的顏色 密度（ 20℃） /(kg/m3) 沸程 /℃ 大氣壓下（ ℃） 酸洗比色 溴價 /（ gBr/100mL） 863~868 861~868 860~870 中性實驗 中性 水分 室溫（ 18~20℃ ）下目測無可見不溶水 化工系畢業(yè)論文（設計） 4 2 精餾塔工藝設計計算 精餾塔物料衡算 操作物質為苯 — 甲苯混合物，計算各個物性常數(shù)見表 21 表 21 苯 甲苯物性常數(shù) 物質 摩爾質量 (Kg/mol) 臨界溫度 (k) 進口質量組成 (%) 塔釜出口組成 (%) 塔頂出口組成 (%) 苯 78 70 99 甲苯 92 30 1 已知 : D=9000 噸 /年 ?F? ?D? ?W? 計算 Dx 、 Wx 、 Fx 根據(jù)公式 AAABABMxMM???? ? 9978 0 .9 9 1 59 9 17 8 9 2Dx km o l??? 78 .2 9 9 .87 8 9 2Wx k m o l??? 7078 0 .7 3 3 57 0 3 07 8 9 2Fx km o l??? 原料液及塔頂、塔釜產品的平均摩爾質量 + 0 . 7 3 3 5 7 8 + ( 1 0 . 7 3 3 5 ) 9 2 = 8 1 . 7F F FM x M x M k g k m o l? ? ? ?苯 甲 苯（ 1 ） D + 0 . 9 9 1 5 7 8 ( 1 0 . 9 9 1 5 ) 9 2 7 8 . 1 /DDM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ?苯 甲 苯（ 1 ） W + 0 . 0 0 2 3 6 7 8 ( 1 0 . 0 0 2 3 6 ) 9 2 9 2 /WWM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ?苯 甲 苯（ 1 ） 進料量 F 塔頂餾出液 D 塔底殘留液 W 的計算 化工系畢業(yè)論文（設計） 5 39000 10 16 /78 300 24D kg h????? () 16 ( 15 236 ) 35 236FWDWDWFWxxDF x xD x xF k g hxx???? ??? ? ??? 則 : 2 1 . 6 1 6 5 . 6 /W F D k g h? ? ? ? ? 相對揮發(fā)度及 xy關系 因純苯塔操作屬于常壓操作 ， 兩組分的物理化學性質特別是兩組分的化學結構比較接近，所以該混合物為完全理想體系 。39。 m w m mLWy x x x xVV? ? ? ? ? ? ? 理論塔板數(shù)的確定 物料流量 化工系畢業(yè)論文（設計） 9 7 8 . 1 + 8 1 . 7= = 8 022DFMMM k g k m o l? ?精 9 2 + 8 1 . 7= = 8 6 . 922WFMMM k g k m o l? ?提 （ 1）精餾段 3341 .1 2 80= = 12 32 0. 342. 69 + 2. 652g gVMV m h m s? ???精精 3 4 325 .1 2 80= = 2. 47 6. 9 1081 7. 5+ 81 1. 52s LLML m h m s? ??? ? ?精精 （ 2）提餾段 3341 .1 2 86 .9= = 13 93 0. 392. 48 + 2. 652g gVMV m h m s?? ?? ??提提 3 3 34 6 . 7 2 8 6 . 9= = 5 . 0 7 1 . 4 1 07 8 9 . 2 + 8 1 1 . 52s LLML m h m s? ?? ?? ? ? ?精精 塔板數(shù)的計算 （ 1）因全回流操作所需的理論塔板數(shù)最少，故可用芬斯克方程求解： m in1 1 lg1 1 1 11l g l g WDDWmxxxxN??? ???? ? ? ? ?? ? ? ??? ????? ? ? ???? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?（不包括再沸器） 根據(jù)吉利蘭關聯(lián)圖（《化工原理》下冊 圖 745） min ? ?? min ? ?? 可知 N=19（不包括再沸器） 由表 23 可繪出 xy 圖 化工系畢業(yè)論文（設計） 10 圖 22 理論板數(shù)圖解法示意圖 如圖所示 ,塔內理論板數(shù)為 12 塊 ,精餾段 3 塊 ,提餾段為 8 塊 ,第 4 塊為進料板 。因此，所設板間距可用。 液沫夾帶 6 3 .25 .7 1 0 ()v Tfue Hh????? 6 3 .25 .7 1 0 ()2 .5gTfTLVAAHh?? ???? 3 . 260 . 3 45 . 7 1 0 0 . 5 0 2 4 0 . 0 4 50 . 0 2 3 7 0 . 4 5 2 . 5 0 . 0 6?????? ?????? 0 . 0 0 7 / 0 . 1 /k g k g k g k g??液 體 干 氣 體 液 體 干 氣 體 可見液沫夾帶量可以允許。 降液管液體停留時間 ? 0 . 0 7 5 0 . 1 3 4 9 7 . 2 3 ( )0 . 0 0 1 4fdsAH sL? ? ?? ? ? 即： (3 ~ 5)ss? ?? ，可見停留時間足夠，不會發(fā)生氣泡夾帶現(xiàn)象。 化工系畢業(yè)論文（設計） 20 液體流量上限線 取降液管內液體停留時間為 3s， 則： 33600 45 36 00 21 .6 /33fTL AHV m h? ??? ? ? 在負荷性能圖 /LV m h? 處作垂直線，即為液體流量上限線③。 提餾段氣液流量的流體力學上下限線 漏液線 第一點取設計點的液體流量 m h? ,故 m s? ,于是 ,相應漏夜點的氣體體積流量為 25 . 8 0 . 0 3 2 3 3 6 0 0 6 7 4g O W oV u A m h? ? ? ? ? ? 第二點取液體流量為 310LV m h? , 由液流收縮系數(shù)圖 (《化工原理》下冊 815 圖 )得 ? , 化工系畢業(yè)論文（設計） 23 23 23100 .0 0 2 8 4 0 .0 0 2 8 4 1 .1 0 .0 20 .5 2LOW WVh E ml?? ??? ? ? ? ??? ?????? 于是 0. 04 7 0. 02 0. 06 7L W O Wh h h m? ? ? ? ? 對應的漏夜點氣速為 ? ? 56 LLO W oVhhuC ? ??? ? ?? ? ?0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 6 7 0 . 0 0 5 8 0 0 . 44 . 4 0 . 7 1 2 . 5 76 . 1 ms? ? ? ?? ? ?? 故 26 . 1 0 . 0 3 1 3 6 0 0 6 8 0g O W oV u A m h? ? ? ? ? ? 根據(jù) (,674)和 (10,680)兩點 ,作直線①即為漏夜線 . 液體流量下限線 令： 3/23 ???????????? ?wLow lVEh 又： E= ? 則： /LV m h? 在負荷性能圖 /LV m h? 處作垂直線，即為液體流量下限線②。此線與流體力學上下限線相較于 A， B兩點，讀出 A， B 兩點的縱坐標化工系畢業(yè)論文（設計） 26 值既為 min()gV 和 max()gV ，并求出操作彈性： 操作彈性 = m a xm in() 2350 5 .7 3( ) 4 1 0ggVV ?? 由此可見，該精餾塔的操作彈性大，其操作范圍也相應變大，即允許的氣液負荷變化范圍就大，說明塔的適應能力強。 在本設計中考慮了能量的綜合利用 和能量合理的利用，用塔頂蒸汽預熱原料，一方面為原料的預熱提供了熱量，節(jié)約了水蒸汽的用量，另一方面，本產品本身得到一部分的冷凝，節(jié)約了冷凝水的用量，按每沒 m3水為 1 元，每噸水蒸汽為 50 元算，每年節(jié)約近 5萬元。 在選取冷凝器時，用塔頂蒸汽預熱原料的換熱器沒有算，但從熱量衡算中可看出，其 熱量很小，所需的換熱器應是一個小型換熱器。在整個操作過程中，主要控制進料版、進料、塔頂、塔釜的回流溫度及壓力。流程中設有自動控制系統(tǒng)可以保證一定的塔效率，輔助設備充分滿足要求，并且在設計中選用了節(jié)能型工藝流程，具有一定的優(yōu)越性。 過量霧沫夾帶線 第一點為設計點， m h? 由 3 . 265 . 7 1 0 0 . 1v Tfue Hh? ? ??????????? 化工系畢業(yè)論文（設計） 24 ? ?1 3 .260 .15 .7 1 0 Tfu H h? ???? ??????? ? ?1 6 10 ms????? ? ??????? 于是 3( ) 1 . 6 ( 0 . 5 0 2 4 0 . 0 7 5 ) 3 6 0 0 2 4 6 2g T fV u A A m h?? ? ? ? ? ? ? 第二點取液體流量為 310LV m h? ， ? 2 .5 2 .5 0 .0 6 7 0 .1 7fLh h m? ? ? ? ? ?1 3 .260 .15 .7 1 0 Tfu H h? ???? ??????? ? ?1 6 10 ms????? ? ??????? 3( ) 1 . 5 ( 0 . 5 0 2 4 0 . 0 7 5 ) 3 6 0 0 2 3 0 8g T fV u A A m h?? ? ? ? ? ? ? 根據(jù) (,2462)和 (10,2308)兩點 ,在負荷性能涂上作出液沫夾帶線④ 液泛線 第一點為設計點 m h? ， ? ， ?? ， 2001 0 .6 2 0 .0 62 gP d LLuh h h gC?? ? ??? ? ? ? ????? 已求得 2 3 40 3 3 5LrWVlh ? ??? ???? ? ? ? ? ??? ??????? 液 注 d p L rH h h h? ? ? 2 4001 102 gLugC?? ???? ? ? ? ? ????? 令 11( ) (0 . 4 0 0