氯苯板式精馏塔设计化工原理设计教程方案.docx

A---- 全塔的物料衡算 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率计算： 苯的摩尔质量 MA=78.11kg/kmol 氯苯的摩尔质量 MB=112.56kg/kmol XF=0.5578.110.45112.56+0.5578.11 =0.64 XD=0.9778.110.03112.56+0.9778.11=0.98 xw=0.00278.110.00278.11+0.998112.56 =0.003 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量： MF=0.36×112.56+（1-0.36）×78.11= 90.51 kg/kmol MD=0.02×112.56+（1-0.02）×78.11= 78.80 MW=0.997×112.56+（1-0.997）×78.11= 112.46 3、原料液及塔顶底产品的摩尔流率 依题目给条件：一年以300天，一天以24小时计 W=30000（t）÷300÷24= 4166.67kg/h 物料衡算： 原料处理量： F=4166.6790.51=46.04 kmol/h 总物料衡算：46.04=D+W 苯衡算：0.64×46.04=0.98×D+0.003×W 联立求得：D=30.02 kmol/h W=16.02 kmol/h B----塔板数的确定 一、理论版层数NT的求取 2、求最小回流比及操作回流比 采用作图法求最小回流比。在图3-1中对角线上，自点e（0.64，0.64）作垂线ef即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为 yq=0.88， xq=0.64 Rmin=XD-yqyq-xq=0.98-0.880.88-0.64=0.42 操作回流比选择2倍最小回流比 R=2Rmin=0.83 求精馏塔的气、液相负荷 L=RD=0.83×30.02=24.92 kmol/h V=(R+1)D=3.84×30.02=54.94 kmol/h L=L+F=24.92+54.94=79.86 koml/h V=V=54.94 kmol/h 4、求操作线方程 精馏段操作线方程 y=LVx+DVxD=24.9254.94x+30.0254.94×0.98 =0.45x+0.54 提馏段操作线方程 y’=LVx-WVx=79.8654.94x-16.0254.94× 0.003=1.45x+0.001 图解法求理论版层数 采用图解法求理论板层数，如图所示。求解结果为 总理论板层数 NT=9.5(包括再沸器) 进料板位置 NF=4 二、实际版层数的求取 1、全塔效率 ET= 58% 2、实际板层数 N=16 精馏段实际板层数 N精= 3/0.58=5.17≈6 提馏段实际板层数 N提= 5/0.58=8.62≈9 C---精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 操作压力计算 塔顶操作压力 PD=101.3+4=105.3 kPa 每层塔板压降 ?P=0.70 kPa 进料板压力 PF=105.3+0.7×6=109.50 kPa 精馏段平均压力 Pm精=（105.3+109.50）/2=107.40 kPa 塔底压力 PW=109.50+0.70×9=115.8 kPa 提馏段平均压力 Pm提=(115.81+109.50)/2=112.65 kPa 操作温度计算 表3-2 苯-氯苯安托尼常数 安托尼系数ABC苯15.90082788.51-52.36氯苯16.06763295.12-55.60根据操作压力，通过泡点方程及安托尼方程计算，可得 塔顶温度 tD=82.10 ℃ 进料板温度 tF=99.50 ℃ 塔底温度 tW=135.00 ℃ 精馏段平均温度 tm精=（82.10+99.50）/2=88.75 ℃ 提馏段操作温度 tm提=（99.50+135）/2=115.00 ℃ 平均摩尔质量计算 1、塔顶平均摩尔质量计算 由xD=y1=0.98，查平衡曲线，得=0.93 MVDm=0.98×78.11+（1-0.98）×112.56=78.80 kg/kmol MLDm=0.93×78.11+（1-0.93）×112.56=80.52 kg/kmol 2、进料板平均摩尔质量计算 查平衡曲线 得 yF=0.87 xF=0.57 MVFm=0.87×78.11+（1-0.87）×112.56=82.60 kg/kmol MLFm=0.