【正文】 )1(? ?sm P aLWLDL ?????? 2 2 )( ??? 故 5 3 )2 6 ( ??? ?TE 即全塔效率 ?TE 則精餾段實際板數(shù) 塊精 105 3 8..0/5 ??N 提餾段實際板數(shù) 塊提 135 3 )111( ???N 故實際板數(shù)為 塊提精實 231310 ????? NNN ，實際加料位置為第 11塊塔板。 精餾塔的工藝設(shè)計 產(chǎn)品濃度的計算 M 苯 = ， M 甲苯 = 摩爾分數(shù) XF= XD= XW= 摩爾質(zhì)量 MF=XFM 苯 +（ 1XF） M 甲苯 = )( ????? kg/kmol k m o lkgMXMXM DDD / 6 6 ????????? ）（）（ 甲苯苯 k m o lkgMXMXM WWW / ????????? ）（）（ 甲苯苯 平均相對揮發(fā)度的計算 溫度計算 表 苯 — 甲苯的氣液平衡與溫度的關(guān)系表 [1] 溫度 /0C 苯 /%(mol 分率 ) 溫度 /0C 苯 /%(mol 分率 ) 溫度 /0C 苯 /%(mol 分率 ) F D W 1 F 2 2 3 4 5 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 3 液相 氣相 液相 氣相 液相 氣相 0 0 用內(nèi)插法求得 Ft 、 Dt 、 Wt Ft : Ctt FF ???????? Dt : Ctt DD ???????? 0 0 0 Wt : Ctt WW ???????? 0 1 0 0 1 0 故由上塔頂溫度 CtD ?? 氣相組成 % : ??????? DDD yyy 進料溫度 CtF ?? 氣相組成 %1 0 : ??????? FFF yyy 塔底溫度 CtW ?? 氣相組成 %1000 : ??? ??? ? WWW yyy 由上溫度和氣相組成來計算相對揮發(fā)度 2 0 3 )()6 2 8 ( , ???????? FFF yX 2 9 2 )9 6 ()9 8 3 ( 9 6 ,9 6 ???????? DDD yX 9 9 7 )0 3 ()0 2 8 ( 0 3 ,0 3 ???????? WWW yX 則精餾段平均相對揮發(fā)度 7 4 7 1 ?????? DF 提餾段平均相對揮發(fā)度 1 4 4 2 ?????? WD 最小回流比的計算和適宜回流比的確定 最小回流比的計算 由 Antonie 方 程 ， CT BAp ????ln ?p —— 溫度 T時的飽和蒸汽壓 T—— 溫度， K A,B,C—— Antonie 常數(shù) 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 4 表 常數(shù)下 AntonietF [1] A B C 苯 甲苯 則 ： 7 7 8 89 0 0 ????? ）（苯p mmHgp 1 6 4??苯 0 9 60 1 3 ?????? ）（甲苯p mmHgp ??甲苯 故 3 64 ?????? 甲苯 苯pp 最 小 回 流 比 即 為] )( [ 1]1 )1([11m i n ?? ?????????????? F DFD XXXXR 適宜回流比的確定 設(shè)計中令回流比 m in ???? RR 物料衡算 F : 進料量（ Kmol/s） FX = 原料組成（摩爾分數(shù)，下同） D ：塔頂產(chǎn)品流量（ Kmol/s） DX = 塔頂組成 W ：塔底殘夜流量（ Kmol/s） WX = 塔底組成 進料量 ： sk m o lhk m o lF /0 2 ?? 物料衡算式為 ： sK m o lWsK m o lDWDWDWXDXFXWDFWDF/,/5 ??????????????????????????? 因 R= sK m olDRL / 3 ?????? ? sK m olFqLL / ???????? sk m olFqVV sK m olDRV /)1(39。 回流比的選擇 選擇操作回流比為最小回流比的 2倍。同時在塔頂設(shè)置冷凝器，在塔底設(shè)置再沸器，由于塔頂不許汽相出料，故采用全凝，又因所設(shè)計的塔較高，應(yīng)用泵強制回流。 熱量衡算 塔的附屬設(shè)備及主要附件的選型 繪制工藝流程圖和工藝條件圖 精餾塔的工藝設(shè)計 精餾塔主要工藝尺寸的設(shè)計 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 2 1原料罐， 2進料罐， 3苯、甲苯精餾塔， 4塔頂全凝器， 5再沸器 設(shè)計思路 本次課程設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計苯 — 甲苯精餾塔，塔型為浮閥式板塔，進料為兩組份進料，且苯與甲苯的揮發(fā)度有明顯差別，可用一個塔進行精餾分離。貯罐中的原料液用機泵加入精餾塔；塔釜再沸器用低壓蒸汽作為熱源加熱料液；精餾塔塔頂設(shè)有全凝器，冷凝液部分利用重力泡點回流；部分連續(xù)采出到產(chǎn)品罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。用 ℃飽和水蒸氣加熱，飽 和水蒸氣走殼程，進料液走管程。通過流體力學(xué)驗算表明此塔的工藝尺寸符合要求，由負荷性能圖可以看出此精餾塔有較好的操做性能，精餾段操作彈性為 。精餾段實際板數(shù)為 10 塊，提餾段實際板數(shù)為 13塊，實際加料板位置在第 11塊板。按照逐板法計算理論塔板數(shù)為 12 塊，其中精餾段塔板數(shù)為 5 塊，提餾段塔板數(shù)為 7塊。進料摩爾分數(shù)為 ，使塔頂產(chǎn)品苯的摩爾含量達到 ，塔底釜液摩爾分數(shù)為。 教 師 評 語 .......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 2 程序框圖 ............................................................................................................ 28 附錄 3 精餾塔工藝條件圖 ............................................................... 錯誤 !未定義書簽。吉林化工學(xué)院 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計 題目： 苯 — 甲苯連續(xù)精餾塔設(shè)計 吉林化工學(xué)院化工原理課程 設(shè)計 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 一、 設(shè)計題目： 苯 — 甲苯連續(xù)精餾塔設(shè)計 二、原始數(shù)據(jù)及條件 原 料：苯的含量 Xf0為 37%（質(zhì)量百分比，下同）的常溫液體 分離要求：塔頂苯的含量 Xd0不低于 % 塔底苯的含量 Xw0不高于 1% 建廠地址：吉林市 三、設(shè)計要求 （一）編制一份設(shè)計說明書，主要內(nèi)容包括： 前言 流程的確定和說明（附流程簡圖） 生產(chǎn)條件的確定和說明 精餾塔的設(shè)計計算 附屬設(shè)備的選型和計算 設(shè)計結(jié)構(gòu)列表 設(shè)計結(jié)果的討論和說明 注明參考和使用的設(shè)計資料 結(jié)束語 （二）繪制一個帶控制點的工藝流程圖 （三）繪制精餾塔的工藝條件圖 四、設(shè)計日期： 2020 年 11 月 08日至 2020 年 12 月 13 日 吉林化工學(xué)院化工原理課程 設(shè)計 I 目 錄 任務(wù)書 .................................................................................................................................. 1 摘 要 ............................................................................................................................... Ⅱ 第 1 章 緒論 .................................................................................................................... 1 設(shè)計流程 ..................................................................................................................... 1 設(shè)計思路 ..................................................................................................................... 2 第 2 章 精餾塔的工藝設(shè)計 ........................................................................................ 2 產(chǎn)品濃度的計算 .......................................................................................................... 2 最小回流比的計算和適宜回流比的確定 ....................................................................... 3 物料衡算 ..................................................................................................................... 4 精餾段和提餾段操作線方程 ......................................................................................... 5 逐板法確定理論板數(shù)及進料位置（編程） .................................................................... 5 全塔效 率、實際板數(shù)及實際加料位置 ........................................................................... 5 第 3 章 精餾塔主要工藝尺寸的設(shè)計計算 ............................................................ 6 物性數(shù)據(jù)計算 .............................................................................................................. 6 精餾塔主要工藝尺寸的計算 ......................................................................................... 8 塔板主要工藝尺寸的計算 .......................................................................................... 10 塔板流體力學(xué)校核 ..................................................................................................... 13 塔板符合性能圖 ..