【文章內(nèi)容簡介】 平 衡 方 程 ：111 2 1 21 3 1 31 4 1 41 5 1 51 6 1 6 50 8 39 1 。 72 4 29 4 。 07 8 39 0 。 61 5 74 1 。 31 5 32 1 。 13 3 Wyxyxyxyxy x x?????????? ? ? 所以總理論板數(shù)為 16塊（包含再沸器） 精餾段理論板數(shù)為 8，第 9塊為進料板，提餾段理論板數(shù)為 8（含再沸器） 吉林化工學院化工原理課程設計 11 ： 對于進料， Ft =℃，由安托因方程可得： 1 2 0 6 . 3 5l g 6 . 0 3 2 1 4 8 . 9 49 3 . 1 2 2 2 0 . 2 4ooAAP P K p a? ? ? ?? 1 3 4 3 . 9 4l g 6 . 0 7 8 6 0 . 2 69 3 . 1 2 2 1 9 . 5 8BBP P K p a? ? ? ?? 1 4 8 .9 4 2 .4 7 26 0 .2 6oAF oBpa p? ? ? ? ?又 ， ? ? 精 餾 段 的 平 均 相 對 揮 發(fā) 度1 2 .5 8 2 2 . 4 7 2 2 . 5 2 722DFaaa ? ?? ? ? 提 餾 段 的 平 均 相 對 揮 發(fā) 度2 0 2 ? ?? ? ? 又 ? ℃， ? ℃ 精餾段平均溫度：1 9 3 .1 2 8 0 .6 8 6 .8 622FDttt ??? ? ? ℃ 提餾段平均溫度：2 9 3 . 1 2 1 0 9 . 0 7 1 0 1 . 0 9 522FWttt ? ???? ℃ 用內(nèi)插法求 D F Wt t t、 、 下苯，甲苯的粘度。 ∵ Dt = ℃， Ft =℃， Wt =℃ ∴ 1t = ? ? ℃ 2 1 0 1 .0 9 52WFttt ???℃ 1t =℃ sm P aLL ??????? , 8090 苯苯 ?? ?? ???? 甲苯甲苯 LL , 8090 ?? s 2t =℃ , 110100L ?????? 苯苯 L?? mPa s ?? ???? 甲苯甲苯 LL ?? , 110100 mPa s 吉林化工學院化工原理課程設計 12 精餾段： 液相組成 1 0 .7 1 52DFxxx ??? 提餾段： 液相組成 2 42wFxxx ??? 精餾段液相平均粘 度： 1? =苯L? 1x+ 甲苯L? （ 11x ） = mPa s 提餾段液相平均粘度： 2? =苯L? 2x+ 甲苯L? （ 12x ） = mPa s 實際板數(shù)的計算及全塔效率的計算 塔板效率用奧康奈爾公式 ( )TE ??? Lα μ計算， 其中： ? 塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度； L? 塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度， mPa s。 精餾段 : 已知， ?? ， 1? = mPa s 所以： ,1 0 .2 4 50 .4 9 ( 2 .5 2 7 0 .2 8 8 9 )TE ??? ?=， 塊精 1652 8EN TT ???pN 提餾段 : 已知 ??? ， 2 ? ? mPa s 所以： ,2 0 .2 4 50 .4 9 ( 2 .4 1 1 0 .2 6 0 4 )TE ??? ?=， 8ENNTT ??? ’‘提p 塊 故全塔所需實際塔板數(shù)： 311516N ????? 提精 ppp NN (包括再沸器 ) 全塔 效率： %%1003116NNE pTT ???? 實際進料位置為第 16塊板，實際塔板數(shù) N=31塊。 吉林化工學院化工原理課程設計 13 第三章 精餾塔主要工藝尺寸的設計 167。 塔頂壓強 DP =， 每層塔板壓降 Δ P=， 進料板壓力 FP =+16 =， 塔底壓 力 WP =+31 = 精餾段平均操作壓強 Pm=(+)/2= 提餾段平均操作壓強 Pm’ =(+)/2= 全塔平均操作壓力 1 0 6 .9 2 5 1 1 7 .7 7 5 1 1 2 .3 52p K P a??? 液相平均表面張力計算依公式 Lm? = ii???? 計算 表 31 液體表面張力 ? [1] 溫 度t ，℃ 80 90 100 110 120 A?苯 mN/m B?甲 苯mN/m 用內(nèi)插法求 D F Wt t t、 、 下苯，甲苯的表面張力。 Dt =℃ 9 0 8 0 8 0 . 6 8 0 , 2 1 . 6 2 4 /2 0 . 5 9 2 1 . 6 9 2 1 . 6 9 BDBD m N m?????? 吉林化工學院化工原理課程設計 14 9 0 8 0 8 0 . 6 8 0 , 2 1 . 1 9 7 4 /2 0 . 0 6 2 1 . 2 7 2 1 . 2 7 ADAD m N m?????? ? ? ? ?1 2 1 .1 9 7 4 0 .9 8 2 1 .6 2 4 1 0 .9 8 2 1 .2 0 5 9 /L D m A D D B D Dx x m N m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? Ft =℃， 1 0 0 9 0 9 3 . 1 2 9 0 , 2 0 . 4 3 7 5 /1 8 . 8 5 2 0 . 0 6 2 0 . 0 6 AFAF m N m?????? 1 0 0 9 0 9 3 . 1 2 9 0 , 2 0 . 7 9 2 8 /1 9 . 9 4 2 0 . 5 9 2 0 . 5 9 BFBF m N m?????? ? ? ? ?1 2 0 .4 3 7 5 0 .4 5 2 0 .7 9 2 8 1 0 .4 5 2 0 .6 3 2 9 /L F m A F F B F Fx x m N m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? Wt = ℃， 1 1 0 1 0 0 1 0 9 . 0 7 1 0 0 , 1 9 . 9 2 9 3 /1 7 . 6 6 1 8 . 8 5 1 8 . 8 5 AWAW m N m?????? 1 1 0 1 0 0 1 0 9 . 0 7 1 0 0 , 2 1 . 3 2 7 7 /1 8 . 4 1 1 9 . 9 4 1 9 . 9 4 BWBW m N m?????? ? ? ? ?1 1 9 .9 2 9 3 0 .0 3 2 1 .3 2 7 7 1 0 .0 3 2 1 .2 8 5 7 /L W m A W W B W Wx x m N m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 精餾段液相平均表面張力 : ? ?1 ( ) / 2 2 1 .2 0 5 9 2 0 .6 3 9 2 / 2 2 0 .9 1 9 4 /L m L D m L F m m N m? ? ?? ? ? ? ? 提餾段液相平均表面張力： ? ?2 ( ) / 2 2 0 .6 3 2 9 2 1 .2 8 5 7 / 2 2 0 .9 5 9 3 /L m L F m L W m m N m? ? ?? ? ? ? ? 熱量衡算 加熱介質(zhì)的選擇 選用飽和水蒸氣，溫度 140℃，工程大氣壓為 . 原因：水蒸氣清潔易得，不易結(jié)垢，不腐蝕管道，飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高冷凝溫差越大，管程數(shù)相應減小，但蒸汽壓力不宜過高。 熱量衡算： 由上面知道塔頂溫 Dt =℃， Wt =℃， Ft =℃ 由不同溫度下苯和甲苯的摩爾汽化熱公式： Cp=a+bT+cT2 吉林化工學院化工原理課程設計 15 查表得，對于苯， a=,b=,c= 對于甲苯， a=,b=,c= 求得在 Dt 、 Ft 、 wt 下的苯和甲苯的汽化熱（單位： / ( )kJ kmol K? ）， 1 pC 和 2pC 分別代表苯和甲苯的汽化熱。 tD=℃ 1 ? / ( )kJ kmol K? 2 ? / ( )kJ kmol K? 12 (1 )pD p D p DC C x C x? ? ? ? ?/ ( )kJ kmol K? = / ( )kJ kmol K? tW=℃ 1 ? / ( )kJ kmol K? 2 ? / ( )kJ kmol K? 12 (1 )pW p W p WC C x C x? ? ? ? ?= / ( )kJ kmol K? Ft =℃ 1 ? / ( )kJ kmol K? 2 ? / ( )kJ kmol K? 12(1 )P P F P FC C x C x? ? ? ?= / ( )kJ kmol K? Dt =℃ 1 393 .776 /r KJ Kg? 2 379 .625 /r KJ Kg? 12 (1 )DDr r x r x? ? ? ? ? = 39 3. 77 6 0. 98 37 9. 62 5 (1 0. 98 )? ? ? ? = 塔頂 12(1 )D DDM M x M x? ? ? ? = (1 )? ? ? ? /kg kmol? （ 1） 0℃時塔頂氣體上升的焓 VQ 塔頂以 0℃為基準， DpDVDQ V C t V M?? ? ? ? ? ? 吉林化工學院化工原理課程設計 16 ? ? ? ? ? ? /KJ h? （ 2）回流液的焓 RQ 此為泡點回流，據(jù) t x y?? 圖查得此時組成下的泡點 Dt ，用內(nèi)插法求得回流液組成下的 39。Dt =℃ ,在此溫度下： 1 ? / ( )kJ kmol K? 2 ? / ( )kJ kmol K? 12 (1 )p p D p DC C x C x? ? ? ? ? = (1 )? ? ? ? = / ( )kJ kmol K? 7 6 .0 5 1 0 0 .3 2 8 0 .4 1 6 1 3 4 7 4 .9 0 7 8 /RP R RQ L C t K J h? ? ? ? ? ? ? （ 3）塔頂餾出液的焓 DQ 因餾出口與回流口組成一樣，所以 10 2 / ( )DpC kJ km ol K?? 35. 37 100 .32 80. 6 285 994 .46 3D D DQ L Cp t? ? ? ? ? ? ? （ 4）冷凝器消耗的焓 CQ 3438287. 5 1 2 /C V R DQ Q Q Q k J h? ? ? ? ? ? ? （ 5）進料口的焓 FQ 8 0 1 2 0 .9 4 9 3 .1 2 9 0 0 9 5 4 .6 2 /FF P FQ F C t KJ h? ? ? ? ? ? ? （ 6）塔底殘留液的焓 4 4 .6 3 1 8 0 .8 7 1 0 9 .0 7 8 8 0 4 3 7 .9 1 8 9 /W P W WQ W C t KJ h? ? ? ? ? ? ? （ 7）再沸器 BQ （全塔范圍列衡算式） 塔釜熱損失為 10% ，則 ?? 設再沸器損失能量 Q 損 BQ? ， B F C W DQ Q Q Q Q Q? ? ? ? ?損 吉林化工學院化工原理課程設計 17 加熱器實際熱負荷 B C W D FQ Q Q Q Q? ? ? ? /kJ h? /BQ kJ h? 表格 32 熱量衡算表 項目 進料 冷凝器 塔頂餾出液 塔底殘液 再沸器 平均比熱 kJ/()