化工原理课程设计--苯—甲精馏塔的设计化工原理课程设计--苯—甲苯精馏塔的设计化工原理课程设计--苯—甲苯精馏塔的设计化工原理课程设计--苯—甲苯精馏塔的设计.doc

化工原理课程设计 题目：苯—甲苯精馏塔的设计 专业：应用化工技...班 姓名： 指导教师： 2012年12月31日 目录 前言--------------------------------------------------------------3 任务书-----------------------------------------------------------4 一.理论依据---------------------------------------------------------4 二.工艺计算过程 1设计方案的确定精馏塔的物料衡 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算已知原料液的处理量为000kg/h 要求：馏出液中苯的组成不低于0.94（摩尔分数），釜液中苯的组成为0.06。单板压降不大于0.7kpa，操作压力：4kpa（塔顶常压），回流比：R=2，进料热状态参数q=1. 理论依据 （1）苯和甲苯的物理性质： 项目 分子式 分子量 沸点℃ 临界温度,℃ 临界压强,kpa 苯A C6H6 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯B C6H5-CH3 92.13 110.6 318.57 4107.7 (2)苯与甲苯的液相密度ρL： t,℃ 80 90 100 110 120 苯，kg/m3 815 803.9 792.5 780.3 768.9 甲苯，kg/m3 810 800.2 790.3 780.3 770.0 (3)液体表面张力σ： t,℃ 80 90 100 110 120 苯，mN/m 21.27 20.06 18.85 17.66 16.49 甲苯，mN/m 21.69 20.59 19.94 18.41 17.31 (4)液体粘度μL t,℃ 80 90 100 110 120 苯，mpas 0.308 0.279 0.255 0.233 0.215 甲苯，mpas 0.311 0.286 0.264 0.254 0.228 (5)液体气化热 t,℃ 80 90 100 110 120 苯，kJ/kg 394.1 386.9 379.3 371.5 363.2 甲苯，kJ/kg 379.9 373.8 367.6 361.2 354.6 (6)饱和蒸汽压P： 苯、甲苯的饱和蒸汽压可用方程Antoine求算，㏒P=A－，式中：t----物系温度℃；P----饱和蒸汽压 A、B、C----Antoine常数，其值见附表： 组分 A B C 苯 6.023 1206.35 220.24 甲苯 6.078 1343.94 219.58 （7）苯－甲苯溶液的气液平衡数据 温度t℃ 液相中苯的摩尔分数x 气相中苯的摩尔分数y 110.56 0.00 0 109.91 1.00 2.50 108.79 3.00 7.11 107.61 5.00 11.2 105.05 10.00 20.8 102.79 15.00 29.4 101.75 20.00 37.2 98.84 25.00 44.2 97.13 30.00 50.7 95.58 35.00 56.6 94.09 40.00 61.9 92.69 45.00 66.7 91.40 50.00 71.3 90.11 55.00 75.5 88.80 60.00 79.1 87.63 65.00 82.5 86.52 70.00 85.7 85.4 75.00 88.5 84.40 80.00 91.2 83.33 85.00 93.6 82.25 90.00 95.9 81.11 95.00 98.0 80.66 97.00 98.8 80.21 99.00 99.6 80.01 100.00 100 工艺计算过程 设计方案的确定  本设计任务为分离苯一甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 二精馏塔的物料衡算 (1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 甲苯的摩尔质量 2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 MF=0.47×78.11+(1-0.47)×92.13=85.54kg/kmol MD=0.98×78.11+(1-0.98)×92.13=78.39 kg/