【正文】 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 6 4n V V mVmqMV s m s?? ?? ? ?? 班級(jí)：應(yīng)化 101 姓名：董煌杰 20 , 3 .1 4 1 3 1 .0 5 9 7 .5 4 /n L n Dq R q k m o l h? ? ? ? , 3,9 7 . 5 4 8 3 . 0 9 0 . 0 0 3 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 5 . 2 8n L L mLmqML s m s? ?? ? ?? 30. 00 3 36 00 10 .7 70 /hL m h? ? ? 提餾段： 39。 , 7 9 7 .0 8 7 8 3 .1 0 7 9 0 .0 92Lm k g k m o l? ??? (5) 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 nm=L i ii x??? 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 ， 由 ? ℃ ，查手冊(cè)得 21 .2 mN / mA? ? 21 .7 mN / mB? ? 57 21. 2 ( 1 57 ) 21. 7 21. 2 m N / mL D m? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 ， 由 95Ft ? ℃ ，查手冊(cè)得 19. 4mN / mA? ? m N / mB? ? 88 19. 4 ( 1 88 ) 20. 05 19. 8m N / mL F m? ? ? ? ? ? ? 塔底 液相平均表面張力的計(jì)算 ， 由 = ℃ ，查手冊(cè)得 m N / mA? ? m N / mB? ? 0 .0 7 0 1 7 .8 7 7 ( 1 0 .0 7 0 ) 1 8 .7 1 9 1 9 .9 m N / mLW m? ? ? ? ? ? ? 精餾段液相平均表面張力為 班級(jí)：應(yīng)化 101 姓名：董煌杰 19 ( 2 1 .2 1 9 .8 ) / 2 2 0 .5 1 m N / mLm? ? ? ? 提 餾段液相平均表面張力為 39。 , 8 6 . 6 8 9 1 . 1 5 8 8 . 9 22LmM k g k m o l k g k m o l??? 班級(jí)：應(yīng)化 101 姓名：董煌杰 17 （ 4） 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 , 3, 9 7 . 7 8 1 . 1 4 2 . 6 48 . 3 1 4 ( 2 7 3 . 1 5 8 7 . 6 5 )m v mvmmPM k g mRT? ?? ? ??? 提餾段的平均氣相密度 ,39。 9 5 + 1 0 7 .1= = 1 0 1 .0 52mt ℃ （ 3）平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 班級(jí)：應(yīng)化 101 姓名：董煌杰 16 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 1 ?? ,代入相平衡方程 得 1 ? , 0 .9 0 0 7 8 .1 1 ( 1 0 .9 0 0 ) 9 2 .1 3 7 9 .5 1L D mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 .9 5 7 7 8 .1 1 ( 1 0 .9 5 7 ) 9 2 .1 3 7 8 .7 1V D mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由上面理論板的算法，得 ? ， ? , 0 .6 1 0 7 8 .1 1 ( 1 0 .6 1 0 ) 9 2 .1 3 8 3 .5 7V F mM k g k m o l? ? ? ? ? ? , 0 .3 8 8 7 8 .1 1 ( 1 0 .3 8 8 ) 9 2 .1 3 8 6 .6 8L F mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 塔底 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 ? ,由相 平衡 方程 ，得 ? , 0 .1 5 6 7 8 .1 1 ( 1 0 .1 5 6 ) 9 2 .1 3 8 9 .9 4V W mM k g k m o l? ? ? ? ? ? , 0 .0 7 0 7 8 .1 1 ( 1 0 .0 7 0 ) 9 2 .1 3 9 1 .1 5L W mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 精餾段平均摩爾質(zhì)量 , 7 8 . 7 1 8 3 . 5 7 8 1 . 1 42VmM k g k m o l k g k m o l??? , 7 9 . 5 1 8 6 . 6 8 8 3 . 0 92LmM k g k m o l k g k m o l??? 提 餾段平均摩爾質(zhì)量 39。P 1 0 9 .4 1 0 2 .2 ) /2 1 0 5 .8 k P am W F= ( P + P ) / 2 = ( ＋ ＝ （ 2） 操作溫度計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由 安托尼方程計(jì)算，計(jì)算過程略。 0 .0 5 0(1 )yx yy????? 39。5 39。 ? ? ? 55539。 0 .1 0 1(1 )yx yy????? 39。4 39。 ? ? ? 44439。 0 .1 7 2(1 )yx yy????? 39。3 39。 ? ? ? 33339。 0 .2 5 7(1 )yx yy????? 39。2 39。 1 . 4 3 1 0 . 0 3 0 0 . 4 6 0n L n W Wn V n Vqqy x x x? ? ? ? ? 22239。2 1 1, 39。 39。?? , 39。 , 39。39。 95℃下兩組分的飽和蒸汽壓通過查表可得： 0 kPa? 0 kPa? 00 1 5 5 .7 2 .4 6 06 3 .3ABPP? ? ? ? 又根據(jù)m in (1 )1 []11DDFFxxR ????? ? ? 可解得 班級(jí)：應(yīng)化 101 姓名：董煌杰 12 min ? 取 min2 41RR?? 相平衡方程 2 . 4 6 0 2 . 4 6 01 ( 1 ) 1 ( 2 . 4 6 0 1 ) 1 1 . 4 6 0x x xy x x x??? ? ?? ? ? ? ? 精 餾段理論板數(shù)計(jì)算： 精餾段操作線方程 ：1 0 . 7 5 9 0 . 2 3 111 Dn n nxRy x xRR? ? ? ? ??? 1 ?? 11110 . 9 5 7 0 . 9 0 0( 1 ) 0 . 9 5 7 2 . 4 6 0 ( 1 0 . 9 5 7 )yx yy? ? ?? ? ? ? ? 21 0 . 7 5 9 0 . 9 0 0 0 . 2 3 1 0 . 9 1 411 DxRyxRR? ? ? ? ? ??? 22 22 0 .8 1 2(1 )yx yy????? 9 1 7yx? ? ? 3333 0 .6 9 3(1 )yx yy????? 9 1 7yx? ? ? 4444 0 .5 5 9(1 )yx yy????? 9 1 5yx? ? ? 5555 0 .4 3 5(1 )yx yy????? 9 1 1yx? ? ? 6666 0 .3 4 2(1 )yx yy????? 因?yàn)?6 Fxx? 精餾段理論板 5n? 提餾段理論板數(shù)計(jì)算： , 39。兩組分的平均沸點(diǎn)為℃。 1 2 9 . 6 4 1 2 9 . 6 4n L n Wm m w m mn V nqqy x x x xq q v? ? ? ? ? ? ? ? 班級(jí)：應(yīng)化 101 姓名：董煌杰 11 根據(jù)兩操作線方程可以做如下圖： 01020304050607080901000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 圖 23 作圖法求理論塔板數(shù) 由上圖可知精餾段為 6 塊板，提餾段為 4 塊板。 ,1, 39。 , 12 4 /n V n Vq q km ol h?? （由于泡點(diǎn)進(jìn)料） , 39。 液體為泡點(diǎn)進(jìn)料，所以 1q? 。 ①由手冊(cè)查得苯一甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出 xy圖，見 下 圖 01020304050607080901000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 圖 22 苯一甲苯物系的氣液平衡 圖 ②求最小回流比及操作回流比。 班級(jí)：應(yīng)化 101 姓名：董煌杰 4 下圖是板式塔的簡(jiǎn)略圖 21 ： 班級(jí)：應(yīng)化 101 姓名：董煌杰 5 表 21 苯和甲苯的物理 性質(zhì) 項(xiàng)目 分子式 分子量 M 沸點(diǎn)（℃） 臨界溫度 tC（℃） 臨界壓強(qiáng) PC（ kPa） 苯 A 甲苯 B C6H6 C6H5— CH3 表 22 苯和甲苯的飽和蒸汽壓 溫度 C0 85 90 95 100 105 0AP ,kPa 0BP ， kPa 表 23 常溫下苯 — 甲苯氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 C0 85 90 95 100 105 液相中苯的摩爾分率 汽相中苯的摩爾分率 0 0 表 24 純組分的表面張力 溫度 80 90 100 110 120 苯， mN/m 甲苯， Mn/m 20 表 25 組分的液相密度 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯 ,kg/ 3m 甲苯 ,kg/ 3m 814 809 805 801 791 791 778 780 763 768 表 26 液體粘度 181。 (２ ) 操作彈性較小 (約 2～ 3)。 (４ ) 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低 30％左右。 (２ ) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～ 15％。 塔板的類型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開有許多均布的篩孔，孔徑一般為 3~8mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 2 倍。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。 由于對(duì)物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操作。對(duì)選定的工藝流程，主要設(shè)備的形式進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述。本設(shè)計(jì)的題目是苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)，即需設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計(jì)一板式塔將其分離。精餾過程在能量劑驅(qū)動(dòng)下（有時(shí)加質(zhì)量劑），使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮 發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。通過課程設(shè)計(jì)，要