【導(dǎo)讀】體和液體產(chǎn)物進(jìn)一步加工成一系列化學(xué)產(chǎn)品的過程。目前粗苯精制工藝過程有：。酸洗精制法工藝簡單，該法在我國焦化廠得到廣泛應(yīng)。加氫精制法工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備材質(zhì)和自動(dòng)控制要求高，該法在我國也得到一。主要包括物料衡算，主要塔設(shè)備的工藝尺寸計(jì)算，并對(duì)關(guān)。鍵設(shè)備進(jìn)行了機(jī)械強(qiáng)度校核。二甲苯塔進(jìn)料量為t/h。得到：純苯塔質(zhì)量載荷為；風(fēng)載荷：1-1截面為N·m。

　　

【正文】 苯 溶劑油及殘?jiān)? 3/( / )kg m? 879 867 880 1030 由于物料在吹苯塔中共閃蒸 5 分鐘，以苯為例計(jì)算則 5 分鐘內(nèi)共流過苯的體積為： 1 37 1 .2 15 0 .0 0 78 7 9 6 0WVm? ? ? ? 其余各組分計(jì)算結(jié)果如下表 ： 對(duì)氣相來說，可按標(biāo)況下進(jìn)行計(jì)算，以苯為例 。 則 5 分鐘 內(nèi)共流過氣相苯的體積為：1 315 22 .4 89 5. 5 10 0. 29 61000DVm? ? ? ? ? 其余各組分計(jì)算結(jié)果亦如下表： 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? 3/DiVm 3/WiVm 所以 5 分鐘流過氣相液相總體積 ， 即 ： 閃 蒸塔 的 總體積為 ： 31 2 4 .0 9 6 0 .0 1 3 1 2 4 .0 1 9OWV V V m? ? ? ? ? 取閃蒸塔直徑 D= m 吹苯塔塔高的計(jì)算 由 222 .4 4 .5 2 1 644SD??? ? ? ?2m 則閃蒸塔塔高為： S? ? ?m 純苯塔的計(jì)算 回流比的計(jì)算 對(duì)于純苯塔進(jìn)料，出料流量及組成如下： 精品與精品 精品與精品 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /(/ )iF t h /(/ )iD t h 0 0 /( / )iW t h 純苯塔塔頂溫度 80 ? ℃ 。純苯塔塔底溫度 124~128℃ 。則查得各物質(zhì)相對(duì)揮發(fā)度及相對(duì)分子量如下表 ： 經(jīng)單位 換算結(jié)果亦如下表： 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /( / )iM kg kmol 78 92 106 108 /( / )iF kmol h FiX /( / )iD kmol h 0 0 DiX 0 0 /( / )iW kmol h WiX ih? 1 取 q= 則可由恩德伍德公式估算 [2]最 小 回流比。 先用試差法求下式中的 ? 值 ： 41 1 2 .7ih F ii ihx q???? ? ? ? ??? 當(dāng) ? =6 時(shí) 411 4 . 4 8 0 . 8 0 2 5 . 8 2 0 . 1 2 5 2 . 4 0 . 0 2 2 1 0 . 0 5 1 2 . 6 9 7 0 81 4 . 4 8 6 5 . 8 2 6 2 . 4 6 1 6i h F ii ihx????? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 精品與精品 精品與精品 計(jì)算結(jié)果表明，初設(shè) ? 值偏小，再設(shè)若干個(gè) ? 值 。 計(jì)算結(jié)果列于下表 ： 假設(shè)的 ? 值 6 41ih Fii ihx???? ?? 由以上數(shù)據(jù)可知 ? = 最小回流比有下式計(jì)算，即 ： 4m i n 1 1 4 . 4 8 0 . 9 9 3 5 . 8 2 0 . 0 0 0 71 1 0 . 6 81 4 . 4 8 6 . 0 0 0 0 0 5 5 . 8 2 6 . 0 0 0 0 0 5ih D ii ih xR ???? ??? ? ? ? ? ?? ? ?? 則 R= minR =? = 塔板層數(shù)的確定 最小理論板層數(shù)由芬斯克方程式 [2]計(jì)算 minN ，即 ： m i n0 . 9 9 3 0 . 6 1 7[ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ]0 . 0 0 0 2 0 . 0 21 1 1 0 . 7 21 4 . 4 85 . 8 2hLg D w gwhLg ih gxxl lxxNl l?? ? ? ? ? 理論板層數(shù) ： m in 1. 02 0. 68 0. 16 81 1. 02 1RRR? ????? 由吉利蘭圖 [2]查得 m in N? ????? 解得 N=（不包括再沸器） 精餾段理論板層數(shù)用 ? 及1 ? ??代入芬斯克方程 [2]便可求得精餾段所需最小 理論板層數(shù)。即： 11m i n1 1 111 [ ( ) ( ) ] 11 DFgg D FxxNll x x? ???? 1 0 . 9 9 9 3 1 0 . 8 0 2[ ( ) ( ) ] 12 . 4 9 1 0 . 9 9 9 3 0 . 8 0 2gg ll?? ? ?? ? 由于 min ? ?? 不變，則縱坐標(biāo)讀數(shù)亦不變，即 ： 11 ? ?? 解得 1N = 故加料板為從塔頂往下數(shù)第 13 層理論板，故精餾段塔板數(shù)為 13 層，提餾段塔板數(shù)為 11層。 精品與精品 精品與精品 精餾塔的工藝條件 及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作壓力計(jì)算 塔頂操作壓力： 0 1 0 1 .3 3 5 1 3 6 .3p ? ? ?KPa 每層塔板壓降： p? = KPa 進(jìn)料板壓力： 1 3 6 .3 0 .7 1 8 1 4 5 .4Fp ? ? ? ? KPa 精餾段平均壓力： (1 3 6 .3 1 4 5 .4 ) 1 4 0 .8 52mp ??? KPa 操作溫度計(jì)算 依據(jù)操作壓力計(jì)算操作溫度，結(jié)果如下： 塔頂溫度： 0 80t ? ℃ 進(jìn)料板溫度： ? ℃ 精餾段平均溫度： 8 0 1 1 0 .5 9 5 .2 52mt ???℃ 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 ： 查 的數(shù)據(jù)及液相摩爾分率如下表 ： 用1 ( 1)i DiD Dixy x??? ??計(jì)算液相分率 ， 以苯為例 ： 12 .4 9 0 .9 9 9 3 0 .9 9 9 71 1 .4 9 0 .9 9 9 3Dy ????? 結(jié)果亦如下表： 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? iha 1 iFx 0 0 Fiy 0 0 0 .9 9 9 3 7 8 0 .0 0 0 7 9 2 7 8 .0 1 /mVDM k g k m o l? ? ? ? ? 0 . 9 9 9 7 7 8 0 . 0 0 0 7 9 2 7 8 . 0 4 /mLDM k g k m o l? ? ? ? ? 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 氣相，液相分率計(jì)算 ： 精品與精品 精品與精品 方法同計(jì)算塔頂?shù)姆致史椒ǎ?jì)算結(jié)果如下表 ： 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /( / )iM kg kmol 78 92 106 108 iha 1 Fix Fiy 0 . 9 1 0 7 8 0 . 1 2 5 9 2 0 . 0 0 9 1 0 6 0 . 0 0 9 1 0 8 8 4 . 4 1 /mVFM k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 . 8 0 2 7 8 0 . 1 2 5 9 2 0 . 0 2 2 1 0 6 0 . 0 5 1 1 0 8 7 6 . 9 4 /mLFM k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? 精餾段平均摩爾質(zhì)量 ： 1 1 1 /2mVM k g k m ol??? 78 .0 4 76 .9 4 77 .4 9 /2mLM k g k m ol??? 平均密度計(jì)算 氣液平均密度計(jì)算 ： 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即 ： 1miLia???? 塔頂液相平均密度的計(jì)算 ： 由 0 80t ? ℃ 查手冊得： 序號(hào) 1 2 3 4 組 分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? 3/( / )kg m? ? ? 31 7 1 2 . 5 /0 . 9 9 9 1 0 . 0 0 0 97 1 2 . 5 7 2 2 2 . 5L D M k g m? ??? 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算： 精品與精品 精品與精品 由 ? ℃， 查手冊得： 序號(hào) 1 2 3 4 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? 3/( / )kg m? 進(jìn)料板的質(zhì)量分率如下表 : 序號(hào) 1 2 3 4 ? 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /( / )iF kmol h ia 1 0 . 7 6 3 9 0 . 1 4 0 4 0 . 0 2 8 0 0 . 0 6 7 76 5 7 . 7 6 6 6 . 9 6 7 6 . 9 7 9 0 . 8mLF?? ? ? ? 解 之 得 ： /mLF kg m? ? 精餾段液相平均密度為： 37 1 2 .5 6 6 7 .1 6 8 9 .8 /2mL k g m? ??? 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 ： mLix?? ?? 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 ： 80Dt ? ℃， 查手冊得各組分表面張力如下表： 序號(hào) 1 2 3 4 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /( / )i mN cm? 31 0 . 9 9 9 3 2 1 . 2 0 . 0 0 0 7 2 1 . 2 2 1 . 2 0mLD? ? ? ? ? ? mN/cm 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算： 由 ? ℃ 查手冊的各組分表面張力如下表： 序號(hào) 1 2 3 4 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /( / )i mN cm? 0 . 8 0 2 1 7 . 6 0 . 1 2 5 1 8 . 5 0 . 0 2 2 1 9 . 6 0 . 0 5 1 2 8 . 9 1 8 . 3 3mLF? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mN/cm 精品與精品 精品與精品 精餾段液相平均表面張力為： 0 3 ? ??? mN/cm 液相平均粘度的計(jì)算 塔頂 液體平均粘度依下式計(jì)算 ： 即 ： g Lm i g il xl???? 序號(hào) 1 2 3 4 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? iDx 0 0 由 80Dt ? ℃ 查手冊得各組分粘度如下表 ： 序號(hào) 1 2 3 4 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /( . )i mpas? 0 . 9 9 9 3 0 . 3 1 8 0 . 0 0 0 7 0 . 3 1 8mg L D g gl l l? ?? 解出： mLD mPa s? ?? 進(jìn)料板 液體平均粘度 的 計(jì)算 ： 由 ? ℃ 查手冊得各組分粘度如下表 ： 序號(hào) 1 2 3 4 組分 苯 甲苯 二甲苯 溶劑油及殘?jiān)? /( . )i mpas? 1． 5 0 . 8 0 2 0 . 2 5 0 . 1 2 5 0 . 2 5 0 . 0 2 2 0 . 2 6 2 0 . 0 5 1 1 . 5mg LF g g g gl l l l l? ? ? ? ? 解出： mLF mPa s? ?? 精餾段液相平均 粘度 為 ： ? ?0 . 3 1 8 0 . 2 7 4 0 . 2 9 62Lm m P a s? ? ?? 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑計(jì)算 精餾段的氣，液相的體積流率為： 1 . 0 2 5 3 . 5 5 4 . 5 7 /L R D k m o l h? ? ? ? ( 1 ) ( 1 . 0 2 1 ) 5 3 . 5 1 0 8 . 0 7 /V R D k m o l h? ? ? ? ? ? 精品與精品 精品與精品 31 0 8 . 0 7 8 1 . 2 1 0 . 6 5 /3 6 0 0 3 6 0 0 3 . 7 3mmVSVVMV m s? ?? ? ?? 35 4 . 5 7 7 7 . 4 9 0 . 0 0 1 7 /3 6 0 0 3 6 0 0 6 8 9 . 8mmVSLLML m s? ?? ? ?? 由m ax LVVuC????? 式中 C 由式 20 ()20LCC??計(jì)算 其中的 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取 [2]，圖中的橫坐標(biāo)為： 11220 . 0 0 1 7 6 8 9 . 8( ) ( ) 0 . 0 3 5 60 . 6 5 3 . 7 3h LhVLV ?? ?? 取板間距 ? ， 板上液層高度 ? 。 則 ： 0 .4 0 0 .0 6 0 .3 4TLH h m? ? ? ? 查史密斯關(guān)聯(lián)圖 [2]，得： 20C = ( ) 5 ( ) 4820 20LCC ?? ? ? m a x 6 8 9 . 8 3 . 7 30 . 0 7 4 8 1 . 0 1 4 /3 . 7 3u m s??? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： m a x0 . 7 0 . 7