【正文】 ............... 23 結(jié)束語 ............................................................... 24 甲苯乙苯的精餾 (浮閥塔 ) 4 第一章 前言 實際生產(chǎn)中，在精餾柱及精餾塔中精餾時，上述部分氣化和部分冷凝是同時進行的。對理想液態(tài)混合物精餾 時，最后得到的餾液 (氣相冷卻而成 )是沸點低的 B 物質(zhì)，而殘液是沸點高的 A物質(zhì)，精餾是多次簡單蒸餾的組合。精餾結(jié)果，塔頂冷凝收集的是純低沸點組分，純高沸點組分則留在塔底。常用的精餾塔有板式塔和填料塔兩類，通稱塔設(shè)備，和其他傳質(zhì)過程一樣，精餾塔對塔設(shè)備的要求大致如下： 一：生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會產(chǎn)生液泛等不正常 流動。 三：流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備時阻力降小，可以節(jié)省動力費用，在減壓操作是時，易于達到所要求的真空度。 五：結(jié)構(gòu)簡單，造價低，安裝檢修方便。 常用板式塔類型有很多，如：篩板塔、泡罩塔、舌型塔、浮閥塔等。近年來與浮閥塔一直成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備，浮閥塔多用不銹鋼板或合金 。 浮閥塔塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩者的優(yōu)點。 乙醇與水的分離是正常物系的分離，精餾的意義重大，在化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，對于提純物質(zhì)有 非常重要的意義。 甲苯乙苯的精餾 (浮閥塔 ) 5 2．操作彈性大，由于閥片可以自由升降以適應(yīng)氣量的變化，因此維持正常操作而允許的負荷波動范圍比篩板塔，泡罩塔 都大。 4．氣體壓降及液面落差小，因氣液流過浮閥塔板時阻力較小，使氣體壓降及液面落差比泡罩塔小。 但是，浮閥塔的抗腐蝕性較高（防止浮閥銹死在塔板上），所以一般采用不銹鋼作成，致使浮閥造價昂貴，推廣受到一定限制。 近幾 十年來 ,人們對浮閥塔的研究越來越深入，生產(chǎn)經(jīng)驗越來越豐富 ,積累的設(shè)計數(shù)據(jù)比較完整，因此設(shè)計浮閥塔比較合適 設(shè)計條件 ： 處理量： 100000 （噸 /年）。 進料狀態(tài)： 泡點進料 料液初溫 ： 泡點溫度 冷卻水的溫度： 25℃ 飽和蒸汽壓強： 5Kgf/cm2(1Kgf/cm2=)KPa 精餾塔塔頂壓強 :1atm 單板壓降不大于 kPa 分離要求： 塔頂?shù)募妆胶坎恍∮?94%(質(zhì)量分數(shù) ),塔底的 甲苯含量不大于 2%(質(zhì)量分數(shù) )。 進料流量 F= k m o l / h 1 3 8 . 7 9 924*3 0 0 0 . 6 / 1 0 6 . 1 60 . 4 / 9 2 . 1 3101 0 0 0 0 0 3 ??? ）（ ??? ????????? ?? ?? 2 2 9 4 7 1 3 8 . 7 9 9 WDWDWxDxFx WDFWDF 聯(lián)立解得 D= kmol/h , W= kmol/h 二、塔板數(shù)的確定 （一）、理論板層數(shù) NT的求取 表 1 按托尼方程常數(shù) Antoine 方程常數(shù) ? 物質(zhì) A B C 溫度范圍℃ 甲苯 6～ 137 乙苯 26～ 163 表 2 甲苯乙苯氣液平衡 t/℃ 113 116 119 122 oAP 甲苯乙苯的精餾 (浮閥塔 ) 7 oBP x y 甲苯、乙苯的溫度 組成 甲苯 乙苯屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。 再根據(jù)泡點方程000xBABPP PP ??? 和露點方程 PxPA0y? 得到各組 tx(y) 數(shù)據(jù)（如表 2），繪出甲苯、乙苯的溫度 組成圖（如圖 1）及平衡曲 線（如圖 2）。故有： eD ?? ???? ee xyRm 而一般情況下 R=(～ 2)Rm ,考慮到精餾段操作線離平衡線較近，故取實際操作的回流比為最小回流比的 2倍。在 xy 圖中繪出精餾段操作線、提留段操作線、 q線，并繪出梯級（如圖 2）。其中精餾段 NT1= 塊，提餾段NT2= 塊，第 9塊為加料板位置。 氣相平均密度用00 TPPMTV ?? 計算 甲苯乙苯的精餾 (浮閥塔 ) 10 表 3 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的密度 ? 求得在平均溫度下甲苯和乙苯的密度 Tm1 = ℃， 8 01 1 1 8 07 7 0 1 1 01 2 0 ? ???? ?， ?甲苯? kg/m3 5 81 1 1 5 7 6 1 1 01 2 0 ? ???? ?， ?乙苯? kg/m3 同理： Tm2 = ℃， ` ?甲苯? kg/m3 ， ` ?乙苯? kg/m3 精餾段液相平均密度 : 氣相平均密度計算 7 9 4 )9 9 1 1 7 3(* 5 3 2 * 7 3 ???V? kg/m3 液相平均密度計算 0 8 8 1 7 9 7 9 5 1 7 9 8 7 5 7 3 )]8 1 7 ( 0 *8 1 7 [*8 1 7 1 ?????L? ` 1 ?L? kg/m3 提餾段液相平均密度 : 氣相平均密度計算 )(* 5 4 0 7 * ???V? kg/m3 液相平均密度計算 5 0 9 4 1 2 8 3 0 9 0 2 0 9 )]3 1 2 7 2 (*3 1 2 7 2 [*3 1 2 7 2 2 ?????L? ` 2 ?L? kg/m3 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的密度 ? 溫度 T/℃ 60 70 80 90 100 ρ kg/m3 甲 苯 810 乙 苯 溫度 T/℃ 110 120 130 140 150 ρ kg/m3 甲 苯 770 乙 苯 甲苯乙苯的精餾 (浮閥塔 ) 11 (五 ) 、相對揮發(fā)度 精餾段：由 ?Ax , ?Ay ，得 ?Bx ， ?By 所以 * * ??? AB BA xy xy? 提餾段：由 ?Ax , ?Ay 得 ?Bx ， ?By 所以 * * ??? AB BA xy xy? （六）、液體平均表面張力計算 由于已查得 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的表面 張力（如表 4），將其以 T為x軸、 σ 為 y軸分別繪制出甲苯、乙苯的溫度 表面張力曲線圖（如圖 4）。 s） 甲苯 乙苯 溫度 T/℃ 110 120 130 140 150 粘度（ mPa s 2 7 1 1 1 72 7 5 1 1 01 2 0 ? ???? B?, ?B? mPaTm2 = ℃時， ?A? mPa s 精餾段液相平均粘度 ： 2 3 8 8 7 8 2 *2 6 4 1 7 *2 3 3 )1( 111 ?????? yy BA ??? mPa s 實際塔板數(shù) Np的求取 （八）、塔板效率： )( ?? LTE ?? 精餾段： 5 8 3 9 6 )2 3 8 8 7 *0 4 5 ()( ??? ????TE ，Np1=，取 Np1=11 塊； 提留段： 5 9 2 1 0 )2 3 2 7 *9 8 2 ()( ??? ????TE ，NP2=；取 Np2=13 塊； 總塔板數(shù)： NP=Np1+Np2=24 塊。 液氣動能參數(shù) ： 0 . 0 4 7 7 42 . 7 9 4 97 7 4 . 3 1 82 . 8 3 9 10 . 0 0 8 1 4 3VLPF2121V m 1L m 1s1s11 ?????????????????? ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ??C 負荷因子： m / s 0. 07 94 612018 . 17 070. 08 120CC0 .20 .2L m 1201 ????????????????? ? 最大允空塔氣速： m / s 1 . 3 2 0 22 . 7 9 4 92 . 7 9 4 97 7 4 . 3 1 80 . 0 7 9 4 6 1 C V m 1 V m 1L m 11F1 ??? ? ??? 11 ?? F?? m/s 估算塔徑 ： m 97 0. 9 24 150. 7 85 2. 8 39 10. 7 85VD s139。 液氣動能參數(shù) ： 0 7 9 3 . 1 3 1 17 6 4 . 4 8 3 92 . 7 4 7 60 . 0 1 4VLPF1 / 21 / 2V m 2L m 2s2s22 ?????????????????? ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ??C 負荷因子： m / s 07 10 2017 . 50 490. 07 320CC0 .20 .2L m 2202 ????????????????? ? 最大允空塔氣速：