【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 WDF WxDxFx ?? 解方程 ??WD ????? WD 解得 hkm olD /? hkm olW /? 操作溫度 由上述操作條件知，在進(jìn)料處采用泡點(diǎn)進(jìn)料，蒸餾塔頂采用泡點(diǎn)回 流。所以根據(jù)物料組成，結(jié)合苯 甲苯的物系相圖中的壓強(qiáng)一定下（ P=）的溫度組成圖 [tx(y)圖 ]， 可以查得： 冷液體進(jìn)料溫度 0T =29oC 塔頂 xD = DT =81oC 塔板 xF = FT =98oC 塔底 xW = WT =109oC 精餾段平均溫度 1mT = 提餾段平均溫度 2mT = 使進(jìn)料達(dá)到泡點(diǎn)，預(yù)熱原料液所需熱 泡點(diǎn)下的飽和液體進(jìn)料則： q=1 其中，苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ? ? ???? ?????? ??BFAF AFA MxMx Ma x 則甲苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ?Ba 苯的比熱容 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =（ kgK) 甲苯的比熱容 pC =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ kgk） 進(jìn)料板 xF = ,， FT =98oC 所以所需熱量為 ? ? ? ? KJTTcFcFQ OFmBBmAAmBmAm 1454520??????? 相對(duì)揮發(fā)度 (?) iiLiiii PfxyK ???? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 BABA BABB AA KKxx yyxPy xPy ????錯(cuò)誤 !未找到引用源。 用安托因方程計(jì)算 : 苯的安托因常數(shù)為： ?A ?B 220?C 甲苯 的安托因常熟為： ?A ?B 219?C 苯與甲苯的飽和蒸汽壓 og P ??? tA tP B ??? 219 og 塔頂 DT =81oC 則代入數(shù)值得 ?1logAP ?1log BP ?? BAD PP? 進(jìn)料板 FT =98oC ?2logAP ?2log BP ?F? 塔底 WT =109oC ?3logAP ?3logBP ?w? 則全塔的平均相對(duì)揮發(fā)度 ?? ??3 WFD ???? 最小回流比 (Rmin) 平衡方程 xxxxy )1(1 ????? ?? ———— A 式 q=1 則 q 線方程為 ?? Fxx ———— B 式 聯(lián)立 A、 B 兩式的 ?dx ?dy 由此可得最小回流比為 804 537 i n ??????? dddD xy yxR 操作過(guò)程中去回流比為最小回流比的 倍，則7 0 6 0 4 in ???? RR 精餾塔的氣、液相負(fù)荷及操作線方程 ????? DRL kmol/h ? ? ? ? ??????? DRV kmol/h 由于泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1 所以 39。 ????? FLL kmol/h 1 4 9 39。 ?? VV kmol/h 精餾段操作線方程 DxVDxVLy ?? 帶入數(shù)值的 2 6 9 4 7 ?? xy 提餾段操作線方程 WxVWxVLy 39。39。39。39。39。 ?? 帶入數(shù)值得 39。39。 ?? xy 塔板數(shù)的確定 理論塔板數(shù) 苯 — 甲苯屬于理想體系，可采用逐板計(jì)算法來(lái)計(jì)算理論塔板數(shù)，由精餾段和提餾段的操作線方程聯(lián)立 2 6 9 4 7 ?? xy 39。39。 ?? xy 得 交點(diǎn)為 ?qx ?qy 相平衡方程式 ? ?nnn xxy ??? 即 nnn yyx ?? 第 1 塊板上升的蒸汽組成 ?? Dxy 第 1 塊板下降的液體組成 ????x 第 2 塊板上升的氣 相組成 9 0 0 6 9 4 3 4 7 ????y 第 2 塊板下降的液體組成 ?x 如此反復(fù)計(jì)算 ?y ?x ?y ?x ?y ?x ?y ?x ?y ?x ?y ?x 因?yàn)?qxx ?8 所以第 8 塊板為加料板 第 9 塊板上升的蒸汽組成 ????y 第 9 塊板下降的液體組成 ?x 如此反復(fù)計(jì)算得 ?y ?x ?y ?x ?y ?x ?y ?x ?y ?x ?y ?x ?y ?x 因?yàn)? Wxx ?16 ，所以總理論板數(shù)為 16，精餾段 8 塊，第 8 塊板為進(jìn)料板。 實(shí)際塔板數(shù) 對(duì)精餾塔，采 用相對(duì)揮發(fā)度與液相黏度的乘積為參數(shù)來(lái)表示全塔效率 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，相對(duì)揮發(fā)度與黏度取塔頂塔底平均溫度下的值，對(duì)苯 —— 甲苯雙組份，由上述的計(jì)算可得相對(duì)揮發(fā)度，黏度為液相平均黏度。則根據(jù)上面所述并查相關(guān)手冊(cè)得： DT =81oC sm P a???????? smPa?? ?????? sm P aBA ?????? ??? WT =109oC sm P aA ?? 23 ? smPaB ?? ? sm PaBAW ?????? ??? sm P aWDL ???? ??? 已知 ?? ? ? ? ? 2 ????? ??LTE ?? 由 TT NNE ? 得： 8EN T ???? 精精PN 7 ????TP ENN 提提 所以塔板的實(shí)際數(shù)為 281513 ????? 提精 PP NNN 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 平均摩爾質(zhì)量 已知：苯的摩爾質(zhì)量 MA=78 kg/kmol 甲苯的摩爾質(zhì)量 MB=92 kg/kmol 塔頂處： ?? Dyy ?x ?????mVDM kg/kmol ?????mLDM kg/kmol 進(jìn)料板處： ?qy ?qx ?????mVFM kg/kmol ?????mLFM kg/kmol 塔底處： ?x 0 1 3 1 0 1 5 6 5 ????y ?????mVWM kg/kmol ?????mLWM kg/kmol 精餾段氣、液混合物的平均摩爾質(zhì)量： 2 ???mVM kg/kmol 2 ???mLM kg/kmol 提餾段氣、液混合物的平均摩爾質(zhì)量： 2 ???mVM kg/kmol 2 ???mLM kg/kmol 總體塔的氣、液混合物的平均摩爾質(zhì)量： 014 223 ???mVM kg/kmol 593 490 ???mLM kg/kmol 平均密度 A 氣相平均密度，由理想氣態(tài)方程計(jì)算： 塔頂 ? ? 3/71 mkgRTMP DV D mmVD m ??? ???? 進(jìn)料板 ? ? 3/77 63 mkgRTMP FVFmVF mm ??? ???? 塔底 ? ? 3/92 81 mkgRTMP WVWmV mm ??? ???? 精餾段 ? ? 31 /74 80 mkgRT MP mVmV mm ??? ???? 提餾段 ? ? 32 / mkgRT MP mVmV mm ??? ???? 氣相平均密度 3/2 mkgmV ???? B 液相平均密度，計(jì)算公式 ：iimW?? ??1 塔頂 DT =81oC 3/ mkgA ?? 3/ mkgB ?? 3/859 ???? 進(jìn)料板 FT =98oC 3/ mkgA ?? 3/ mkgB ?? 液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 285 ???? ???????? ?? ????? ????? 3/296 mLF ???? 塔底 WT =109oC 3/ mkgA ?? 3/mkg?????????? 液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： ???? ??A? 3/mLW ???? 精餾段液相平均密度： 31 /57 29 mkgmm LDLFLm ????? ??? 提餾段液相平均密度： 32 /647 mkgmm LWLFLm ???? ? ??? 全塔液相平均密度： 321 /612 647 mkgLmLmLm ????? ??? 液相平均表面張力 液相平均表面張力計(jì)算公式： ?? iXiLm ?? 塔頂液相平均 表面張力 DT =81oC 查圖得 mNA / 3???? mNB / 3???? ? ? mNL D m / 33 ?? ???????? 進(jìn)料板液相平均表面張力 FT =98oC mNA / 3???? mNB / 3???? ? ? mNLF m / 33 ?? ???????? 塔底液相平均表面張力 WT =109oC mNA / 3???? mNB / 3???? ? ? mNLW m / 33 ?? ???????? 精餾段液相平均表面張力： mNL F mL D mLm /10576 31 ????? ??? 提餾段液相平均表面張力： mNL W mL F mLm / 32 ????? ??? 全塔平均表面張力： mNLmLmLm /10266 321 ????? ??? 液相平均黏度 液相平均黏度計(jì)算公式 ?? ??? lo glo g iLm X 塔頂液相平均黏度 DT =81oC sm PaA ?? ? sm PaB ?? ? sm P aL D m ?????? ? 進(jìn)料板液相平均黏度 FT =98oC sm PaA ?? ? sm PaB ?? ? sm P aL F m ?????? ? 塔底液相平均黏度 WT =109oC sm P aA ?? ? sm P a??? ? sm P aL W m ?????? ? 精餾段液相平均黏度： sm P aL F mL D mLm ???? 21 ??? 提餾段液相平均黏度： sm P aL W mL F mLm ???? 26 22 ??? 全塔液相平均黏度 ： sm P aLmLmLm ???? 2 21 ??? 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 氣、液相體積流率： smhmMVq Vm VmVV /45 , ?????? ? smhmMLq Lm LmLV /003 , ????? ? ??????????? ?CC C 表示氣體負(fù)荷系數(shù)（ m/s） 根據(jù) 0 0 3 9 1 , ?????????????????VmLmVVLVqq ?? 取板間距 mHT ? 板上液層高度 ?Lh 則有 mhH LT ?? 查圖可知 ?C 08 55 06 69 ???????????????? LmCC ? smCVmVmLm /44 80 28..79508 a x ?????? ? ??? 取安全系數(shù)為 則 sm / m a x ???? ?? 塔徑 mmqD VV 008 458 , ??????? ??? 塔截面積 22 539 4 mDA T ?? ? 實(shí)際空塔氣速 為 smAqu TVV /947 , ?? 精餾塔有效高度計(jì)算 精餾段有效高度： ? ? ? ? mHNZ T ????? 精精 提餾段有效高度： ? ? ? ? mHNZ T ?????? 提提 在 精餾段、 提餾段 各設(shè) 一人孔，其高度 均 為 .。 所以精餾塔的有效高度為 ??????? 精提 ZZZ 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D= ,可選用但溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。各項(xiàng)計(jì)算如下： (1）堰長(zhǎng) Wl 由液體負(fù)荷及溢流形式可知，單溢流堰長(zhǎng)滿足 ? ?DlW ~? ,本設(shè)計(jì)采用 mDl W ???? （ 2）溢流堰高度 Wh 溢流堰高度計(jì)算公式： OWLW hhh ?? 選用平直堰，堰上液層高度 OWh 依下列計(jì)算公式 mlqEhWLVOW 0 1 6 7 32332,3