【文章內(nèi)容簡介】 875~880874~880化工系畢業(yè)論文（設(shè)計）3 甲苯的性質(zhì)甲苯有強烈的芳香氣味，無色有折射力的易揮發(fā)液體,氣味似苯。分子式 C7H8，相對分子質(zhì)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%。幾乎不溶于水，與乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳混溶。遇熱、明火或氧化劑易著火。遇明火或與(硫酸+硝酸)、四氧化二氮、高氯酸銀、三氟化溴、六氟化鈾等物質(zhì)反應能引起爆炸。流速過快(超過 3m/s)有產(chǎn)生和積聚靜電危險。甲苯可用氯化、硝化、磺化、氧化及還原等方法之前染料、醫(yī)藥、香料等中間體及炸藥、精糖。由于甲苯的結(jié)晶點很低，故可用作航空燃料及內(nèi)燃機燃料的添加劑。質(zhì)量標準：見表 1－2。表 12 甲苯質(zhì)量標準（GB/T228493） 溴價/(g/100mL)結(jié)晶點/℃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指標項目特級 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/m 3) 沸程/℃大氣壓下（℃）酸洗比色溴價/（gBr/100mL）863~868861~868860~870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(shè)計）4 2 精餾塔工藝設(shè)計計算 精餾塔物料衡算操作物質(zhì)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(zhì) 摩爾質(zhì)量 (Kg/mol)臨界溫度(k)進口質(zhì)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?.?W? 計算 、 、DxW 根據(jù)公式 ABAM??? ?? ..360987Wxkl .53892Fxkmol?? 原料液及塔頂、塔釜產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ++()92=???苯 甲 苯（ 1） D9/D????苯 甲 苯（ ） (.6)Wxx kl苯 甲 苯（ ） 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(shè)計）5 39016/7824Dkgh??? ()16()FWDFx kgh?????則: 2../kgh?? 相對揮發(fā)度及 xy 關(guān)系因純苯塔操作屬于常壓操作，兩組分的物理化學性質(zhì)特別是兩組分的化學結(jié)構(gòu)比較接近，所以該混合物為完全理想體系。由 ， 且相對揮發(fā)度BApx???Apxy?? ABp???根據(jù) Antoine 公式0lniiiPTC?查得：苯和甲苯的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)見表 22表 22 苯和甲苯的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)A B C苯 甲苯 所以在 下,???由手冊[1]查的苯甲苯系的氣液平衡數(shù)據(jù)：化工系畢業(yè)論文（設(shè)計）6表 23 苯—甲苯氣液平衡[苯（）/%（mol）]溫度 TC?飽和蒸汽壓 Ap飽和蒸汽壓 Bpxy相對揮發(fā)度 ? 84 88 92 96 100 104 108 0 0 由上數(shù)據(jù)可繪出和 txy 圖。圖 21 苯甲苯體系 txy 圖所以 ???運用內(nèi)差法可求得， ，???8FTC? 氣液相密度計算（1）塔頂化工系畢業(yè)論文（設(shè)計）7①氣相 (25.)gDPMkgmRT?????②液相已知 下20C?表 24 苯甲苯物性數(shù)據(jù)密度 0?體積膨脹系數(shù) ?苯 ???甲苯 69? ()(.620)LDA kgmtC???? ????? ().9(.)LBt?? kg??????（2）塔底①氣相 (250)gWPMkmRT②液相 30419790.().(.5)LA kgtC???? ????? ()(.)LWB mt???? (.239kg?????（3）進料板 ()(620)LFA kmtC????? 30417.().9()LFB gt?????? ?? 回流比的確定化工系畢業(yè)論文（設(shè)計）8精餾塔操作是在某一適宜回流比下進行的，適宜回流比的數(shù)值在全回流與最小回流比的數(shù)值之間，一般取 ，此處取min()R?:?已知： ??泡點進料， ?????????????最小回流比： .??? 操作線方程 精餾段操作線方程 ???????已知 ?? ? ???1..2/VRml??? ? 提留段操作線方程 39。139。39。mwLWyxV???泡點進料 q /??? 39。139。39。 .???? 理論塔板數(shù)的確定 物料流量化工系畢業(yè)論文（設(shè)計）9 +==02DFMkgmol??精 （1）精餾段 =+5gVhs????精精 343.=??精精（2）提餾段 =+5gVhs?????提提 ?? ?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：（不包括再沸器）min ????????????????????????????????????根據(jù)吉利蘭關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊 圖 745） ??????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(shè)計）10圖 22 理論板數(shù)圖解法示意圖如圖所示,塔內(nèi)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。查資料： +????????????塔 頂進 料 板塔 底精 餾提 餾 （ .4）（ 29）所以 ?全 塔 （ ）查圖精餾塔全塔效率關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊 810 圖） ，????所以全塔效率 可知實際塔板數(shù) ?化工系畢業(yè)論文（設(shè)計）113 精餾塔塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計計算 精餾段工藝尺寸的計算 塔徑、塔高的計算已知條件計算兩相流動參數(shù) ???取 ， ，???查液體表面張力共線圖得： + Nm?????塔 頂進 料 板精 餾 （ ）查史密斯關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊 813 圖）： ，因表面張力的差異，體負荷因子的矯正為 20. .()()C???最大允許速率為 max ./LgCms???????取空塔速率為最大允許速率的 倍，?則塔徑 D 為 ???根據(jù)標準塔徑圓整為 當塔徑為 1m 時，其板間距可取 400mm。因此，所設(shè)板間距可用。 溢流裝置的設(shè)計化工系畢業(yè)論文（設(shè)計）12對平直堰，選堰長與塔徑之比為 ，???查液流收縮系數(shù)圖（《化工原理》下冊 815 圖） ，得 ，??即 ml???????????????于是 .6..L?取 ????根據(jù) ，查弓形降液管的寬度與面積圖（《化工原理》下冊 817 圖）管橫截面積 ，f ?即 2..?? 塔板板面布置取 ,.05scWm?查弓形降液管的寬度與面積圖（《化工原理》下冊 817 圖）確定 ，?.???()().232dsx????..3cr即 22(arcsin)a XAXr??2222 )((.5arcsin)185m????篩孔按正三角形排列，取孔徑 ， ，?/.7otDd?化工系畢業(yè)論文（設(shè)計）13開孔率 ()()?????篩孔率 (.)aAnt篩孔總面積 ???? 提餾段工藝尺寸的計算 塔徑、塔高的計算已知條件計算兩相流動參數(shù) ???取 ， ，?.??查液體表面張力共線圖得： .215039+ Nm?????塔 底進 料 板提 餾 （ ）查史密斯關(guān)聯(lián)圖（《