化工原理课程设计双组分连续精馏筛板塔设计.docVIP

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化工原理课程设计双组分连续精馏筛板塔设计

原始数据 1.设计题目:双组分连续精馏筛板塔的设计 2.原料处理量:1.30×104kg/h 3.原料组成: 组分名称 苯 甲苯 组成(质量分率) 0.78 ( 苯(M=78kg/kmol)1):馏出液中低沸点组分的含量不低于97.5%(质量分率) (2):馏出液中低沸点组分的收率不低于97%(质量分率) 5.操作条件:(1):操作压力:常压 (2):进料及回流状态:泡点液体 设计计算 1.全塔物料恒算计算馏出液及残液产量 F=D+W F=L+W ==0.7335 ==0.9787 M=0.7335×78+(1-0.7335)×92=81.73g/mol F==159.06 Kmol/h =0.97 D===115.63Kmol/h W= F-D W=159.06-115.63=43.43Kmol/h ===0.0807 2.塔顶温度、塔底温度及最小回流比的计算 2.1 确定操作压力 塔顶:P顶=760mmHg 塔底:P底=760mmHg+nΔP (n=20-30块) ΔP=100mmH2O n=20 p底=760+20×=907.06mmHg 2.2 根据塔顶压力及塔顶汽相组成用视差法计算塔顶温度(即露点温度): (1) 令td=81.14℃ AA=6.906 BA=1211 CA=220.8 AB=6.953 BB=1344 CB=219.4 ㏒P0i =Ai-Bi/(Ci+td) lgP0A =AA-BA/(CA+td)=6.906- =785.78mmHg lgP0B =AB-BB/(CB+td)=6.953- =302.76mmHg (其中yA = XD ) (其中yB =1-yA ) ε(0.0004) α顶= P0A /P0B =785.78/302.76=2.5954 t顶 =81.14℃ 同理,根据塔底压力及塔底残液组成用试差法计算塔底温度(即泡点温度): (1)令tb= 113.30C ㏒P0A =Ai-Bi/(Ci+tb) AA=6.906 BA=1211 CA=220.8 AB=6.953 BB=1344 CB=219.4 lgP0A =AA-BA/(CA+tb) =1911.17mmHg lgP0B =AB-BB/(CB+tb) =819.03mmHg 2.10699×0.0807= 0.1700(其中XA = XW) 0.90295×(1-0.0807)= 0.8300(其中XB =1-XW) 0.0001ε(0.0004) α底= P0A /P0B = 1911.17/819.03=2.3335 t底=113.30℃ 2.3 计算平均相对挥发度 2.4 计算最小回流比Rmin 因为进料状态为泡点进料,所以q=1,则 3.确定最佳操作回流比及塔板层数 采用逐板法计算 3.1 求相平衡方程式,并化成最简的形式 3.2 初选操作回流比计算理论塔板数 (1)当=1.1×0.78=0.8时, 精馏段操作线方程 提留段操作线方程 用逐板计算法计算精馏段的板数:(平衡方程与精馏段操作线方程联立逐步求解) =0.9787 X1=0.9492→y2=0.9650→X2 =0.9181→y3 =0.9507 →X3=0.8869→y4=0.9362→X4=0.8564→y5 =0.9222 →X5=0.8281→y6=0.9091→X6=0.8026→y7 =0.8973 →X7=0.7803→y8=0.8870→X8=0.7614→y9 =0.8783 →X9=0.7458→y10 =0.8711→X10=0.7331 XF=0.7335 所以精馏段的理论板数为n-1=10-1=9块 用逐板计算法计算提馏段的板数:(平衡方程与提馏段操作线方程联立逐步求解) 所以提馏段的理论板数为m-1=13-1=12块 所以该精馏塔的总理论板数为13+12=25块 同理可得: (2)当=1.2×1.6173=1.9408时 精馏段: 所以精馏段的理论板数为n-1=12-1=11块 提馏段: 所以提馏段的理论板数为m-1=11-1=10块 所以该精馏塔的总理论板数为11+10=21块 (3)当=1.3×1.6173=2.1025时 精馏段: 所以精馏段的理论板数为n-1=11-1=10块 提馏段: 所以提馏段的理论板数为m-1=10-1=9块 所以该精馏塔的总理论板数为10+9=19块 (4)当=1.4×1.6173=2.2642时 精馏段: 所以精馏段的理论板数为n-1=10-1=9块 提馏段: 所以提馏段的理论板数为m-1=10-1=9块 所以该精馏塔的总理论板数为n+m=9+9=18块 (5)当=1.5×1.6173=

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