板式塔计算7幻灯片.docx

5.0设计条件洗油和粗苯的分离采用连续精馏，主要操作条件为：1.泡点进料，将原料液通过预热器至泡点后送入精馏塔内。2.塔内上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，预设回流比为最小回流比的1.5倍。粗苯经产品冷却器冷却后送至储罐。3.该物系属于易分离物系，再沸器间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。4.采用年产1t焦炭为基准，基础数据如下：表5-1基础数据产品精煤焦炭煤焦油净煤气粗苯苯t4/317/15016/751/751/1255.原料的处理量F=0.0609㎏／h6.原料液组成为0.025﹙苯的质量分率，下同﹚7.塔顶馏出液的组成为0.9958.塔底釜液的组成为0.0059.泡点进料 q=110.脱苯塔塔顶温度 18.2111.单板压降≤0.7kPa51精馏塔的物料衡算5.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量 MA=78.11㎏／kmol洗油的摩尔质量MB=92.13㎏／kmolxF==0.029xD==0.996xW==0.0064.1.2原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量MF =0.029×78.11＋﹙1－0.029﹚×92.13＝91.27㎏／kmolMD=0.996×78.11＋﹙1－0.996﹚×92.13＝78.59㎏／kmolMW=0.006×78.11＋﹙1－0.006﹚×92.13＝92.05㎏／kmol4.1.3物料衡算原料液处理量 F==6.64×10—4 kmol／h根据公式F=D+W FxF=DxD+WxW代入数据F=6.64×10—4 kmol／h，xF=0.029，xD=0.996，xW=0.006联立得：D=1.54×10—5 kmol／hW=6.49×10—4 kmol／h4.1.4塔板数的确定由文献[45]查得，苯的A B C数据为6.02232、1206.350、220.237，洗油的A B C数据为6.07826、1343.943、219.377，经安托万方程㏑p0 =A－,计算得到表5-2表5-2不同温度下蒸汽压计算表t／℃80.184889296100104108110.6pA0／kPa101.3114.1128.4144.1161.3180.0200.3222.4237.7pB0／kPa39.044.550.857.865.674.283.694.0101.3由拉乌尔定律推导得公式计算得到表5-3表5-3t/℃80.184889296100104108110.6x10.8160.6510.5040.3730.2560.1520.0570y10.9190.8250.7170.5940.4550.3000.1250根据x、y绘制苯-甲苯体系的相图：利用表5-3绘制图5-1最小回流比的计算公式α＝pA0/ pB0 表5-4苯-甲苯物系不同温度下的相对挥发度（α）t/℃80.184889296100104108110.6α2.602.562.532.492.462.432.402.372.35x10.8160.6510.5040.3730.2560.1520.0570计算相对挥发度得平均值得，α＝2.43xF=0.029,yF===0.068Rmin=xD－yF／yF－xF =＝23.79取操作回流比R=1.5Rmin =1.5×23.79=35.7求精馏塔的气液相负荷L=RD=35.7×1.54×10-4=5.50×10-4V=(R+1)D=36.7×1.54×10-4 =5.65×10-4L’=L+F=5.50×10-4+6.64×10—4=1.21×10-3V’=V=5.65×10-4操作线方程精馏段操作线方程为y=D =0.973xn+0.027提馏段操作线方程为y’=W=相平衡方程：y=用逐板计算法计算理论塔板数：总塔效率的求取精馏塔的工艺条件及有关物性数据的的计算操作压力计算塔顶操作压力pD=101.3+18.21=119.51kPa每层塔板的压降△P=0.7kPa进料板压力 PF=119.5+0.7×24=136.31kPa精馏段平均压力 Pm=(119.5+136.31)／2=127.914kPa操作温度计算依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯、甲苯的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。计算结果如下：塔顶温度 tD=100℃进料板温度 tF=180℃精馏段平均温度 tm=(100+180)／2=140℃平均摩尔质量计算由xD=y1=0.996, x1=0.990MVDM=0.996×78.11＋(1－0.996)92.3=78.17㎏／kmolMLDM=0.990×78.11＋(1－0.990)92.3=78.25㎏／kmol进料板平均摩尔质量计