化工原理苯和甲苯的分離項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-06-02 00:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 == 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量=+()==+()=Mw=+()= 物料衡算原料處理量 F==總物料衡算 =D＋W苯物料衡算 ＝＋聯(lián)立解得 D＝／h W= kmol／h式中 F原料液流量，kmol／h D塔頂產(chǎn)品量，kmol／hW塔釜產(chǎn)品量，kmol／h 理論板數(shù)的計(jì)算 相對(duì)揮發(fā)度的求取苯（A）與甲苯（B）的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系可用安托尼方程表達(dá)苯： lg= 甲苯：lg= ℃，℃所以，當(dāng)t=℃時(shí)，=，=當(dāng)t= ℃時(shí)，=，=因?yàn)楸郊妆綄儆诶硐胛锵邓詾趵瓲柖纱?/則= 所以== 所以，相平衡方程為：y= 操作回流比的求取 采用作圖法求最小回流比。液體為泡點(diǎn)進(jìn)料，所以q=1。在上圖中對(duì)角線上，自點(diǎn)作垂線（,），即為進(jìn)料線(線)，該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為xq= yq=取操作回流比為 精餾塔的氣、液相負(fù)荷 （由于泡點(diǎn)進(jìn)料） 操作線的求取精餾段操作線方程為提餾段操作線方程為 理論板層數(shù)NT的求取 苯一甲苯屬理想物系，可采用逐板法求理論板層數(shù)。 前面求得= 相平衡方程 y== = 因泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1 所以有== 第一塊板上升蒸汽組成 29 第一塊板下降液體組成由y=可得：第二塊板下降液體組成由 可得：同理可得： 因?yàn)? ＜ =所以精餾段理論板N精=7，進(jìn)料板位置在第8塊塔板。第八塊板的上升蒸汽組成由提餾段操作線方程y=進(jìn)行計(jì)算： 因?yàn)? ＜ =所以提留段理論板N提=6則全塔總理論板層數(shù)NT=13（不包括再沸器） 實(shí)際板層數(shù)N的求取 全塔效率的計(jì)算: 塔平均溫度=℃查表得各組分黏度， 精餾段實(shí)際板層數(shù)為提餾段實(shí)際板層數(shù)為進(jìn)料板在第13塊板 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 以逐板法所計(jì)算所得的板數(shù)為例： 平均密度計(jì)算 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 液相平均密度依下式計(jì)算，即 塔頂液相平均密度的計(jì)算，由，查手冊(cè)得塔頂液相的質(zhì)量分率 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算，由，查手冊(cè)得 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率 塔底液相平均密度的計(jì)算，由，查手冊(cè)得塔底液相的質(zhì)量分率 精餾段液相平均密度為 提餾段液相平均密度為 液體平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算，由，查手冊(cè)得 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算，由，查手冊(cè)得 塔底液相平均表面張力的計(jì)算，由，查手冊(cè)得 精餾段液相平均表面張力為 提餾段液相平均表面張力為 液體平均粘度計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算，即 塔頂液相平均粘度的計(jì)算，由，查手冊(cè)得 解出 進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算，由，查手冊(cè)得 解出塔底液相平均粘度的計(jì)算，由，查手冊(cè)得 解出精餾段液相平均粘度為 提餾段液相平均粘度為 氣液負(fù)荷計(jì)算 精餾段： 提餾段： 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算塔板間距HT的選定很重要，它與塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、塔的操作彈性，以及塔的安裝、檢修等都有關(guān)?？蓞⒄障卤硭窘?jīng)驗(yàn)關(guān)系選取。表 37 板間距與塔徑關(guān)系塔徑DT，m～～～～～板間距HT，mm200～300250～350300～450350～600400～600對(duì)精餾段：初選板間距，取板上液層高度， 故； 查得；依式校正物系表面張力為時(shí) 可取安全系數(shù)為，則安全系數(shù)（）， 故 按標(biāo)準(zhǔn),塔徑圓整為,則空塔氣速。對(duì)提餾段： 初選板間距，取板上液層高度， 故 查得；依式 校正物系表面張力為時(shí) 可取安全系數(shù)為，則安全系數(shù)（）， 故 按標(biāo)準(zhǔn),塔徑圓整為1m，則空塔氣速。 在設(shè)計(jì)塔的時(shí)候塔徑取1m 塔板流體力學(xué)校核 溢流裝置計(jì)算 因塔徑，可選用單溢流弓形降液管，采用平行受液盤。對(duì)精餾段各項(xiàng)計(jì)算如下： a)溢流堰長(zhǎng)：?jiǎn)我缌魅ト⊙唛L(zhǎng)b)出口堰高：由，查⑺：圖，知,依式可得故c)降液管的寬度與降液管的面積：由查（⑺：圖）得， 利用(⑺：式)計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積，即（大于，符合要求）d)降液管底隙高度：取液體通過(guò)降液管底隙的流速（）依(⑺：式)：符合（）e)受液盤 采用平行形受液盤，不設(shè)進(jìn)堰口，深度為60mm 同理可以算出提溜段a)溢流堰長(zhǎng)：?jiǎn)我缌魅?，取堰長(zhǎng)b)出口堰高：由，查⑺：圖，知,依式可得故c)降液管的寬度與降液管的面積：由查（⑺：圖）得， 利用(⑺：式)計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積，即（大于5s，符合要求）d)降液管底隙高度：取液體通過(guò)降液管底隙的流速（）依(⑺：式):符合（） 塔板布置 1精餾段①塔板的分塊 因故塔板采用分塊式。查⑴表得，塔極分為4塊。對(duì)精餾段：a)取邊緣區(qū)寬度,安定區(qū)寬度，（當(dāng)時(shí)，）b)計(jì)算開(kāi)孔區(qū)面積，c)篩孔數(shù)與開(kāi)孔率：取篩孔的孔徑為，正三角形排列，一般碳的板厚為,取，故孔中心距篩孔數(shù)個(gè)，則（在范圍內(nèi)）則每層板上的開(kāi)孔面積為氣體通過(guò)篩孔的氣速為 2提餾段：a)取邊緣區(qū)寬度,安定區(qū)寬度，（當(dāng)時(shí)，）b) 計(jì)算開(kāi)孔區(qū)面積， c)篩孔數(shù)與開(kāi)孔率：取篩孔的孔徑為，正三角形排列，一般碳的板厚為,取，故孔中心距篩孔數(shù)個(gè)，則（在范圍內(nèi)）則每層板上的開(kāi)孔面積為氣體通過(guò)篩孔的氣速為 塔板負(fù)荷性
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