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1.设计题目：试设计一座分离乙烷和丙烯的板式连续精馏塔。
2.
设计任务
组成
物料处理量
10万吨/年
进料
组分
CH4
C2H6
C3H6
C3H8
C4H10
总合
组成
0.05
0.35
0.15
0.20
0.25
1.00
分离要求:
塔顶产品:丙烯含量2%不出现丙烷及更重组分塔底残液:乙烷含量2%
不出现甲烷 塔操作条件:平均操作压力:27.4atm进料热状况:饱和液体进料
进料温度:26℃回流比:自选
单板压降:≦0.7kPa塔板类型: 自选
工作日:每年300天,每天24小时连续运行
清晰分隔物料衡算
确定轻重关键组分,选取C2H6为轻关键组分,C3H6为重关键组分。由于精馏的任务是把C2H6、C3H6与CH4、C3H8、C4H10混合物分开,按清晰分割情况确定各组分在塔顶、进料和塔底的数量，组成以及操作温度。
计算塔顶塔底组成,塔顶塔底温度
各 组 分 平 均 摩 尔 质 量
M?0.05?16.04?0.35?30.70?0.15?42.081?0.20?44.097?0.25?58.124?40.99kg/Kmol
进料量F=1.0?108?(M?300?24)?338.84Kmol/h
由进料组成，进料量按清晰分割求D，W
1.F=338.84Kmol/h
X ?0.02 X
Dh Wl
?0.02
乙烷为轻关键组分，丙烯为重关键组分。
3.
f?338.84?0.35?118.594Kmol/h
l
f ?338.84?0.15?50.826Kmol/h
h
4.计算?L f
i
?h f
i
i?1 i?h
?L
i?1
f?338.84?(0.05?0.35)?135.54
i
?h
i?h
f?203.30
i
203.30?
0.02?135.54
W ? 1?0.02
5. L 1?0.02? 0.02
0.02 1?0.02
?4.094
d ?f?W
l l l
?118.594?4.094?114.5
d ? XDh (?W ??
f ? 0.02 (?4.094?135.54)
h 1?X L
Dh
l 1?0.02
?2.68
W ?f ?d
h h h
?50.826?2.68?48.146
dl ?114.5?27.97
W 4.094
L
dh? 2.68 ?0.056
W 48.146
h
D=114.5+2.68+338.84×0.05=134.122W=4.094+48.146+338.84×(0.25+0.20)=204.72
Z
0.05
0.35
0.15
0.20
0.25
1.00
i
f
16.942
118.594
50.826
67.768
84.71
338.84
i
D
16.942
114.5
2.68
0
0
134.122
i
X
0.1263
0.8537
0.01998
0
0
1
Di
W
0
4.094
48.146
67.768
84.71
204.72
i
X
0
0.019998
0.235
0.331
0.4138
1
wi
组分CH4C2H6
组分
CH4
C2H6
C3H6
C3H8
C4H10
?
D
。由露点方程计算
查2.74MpaT=397.4p
sia
设1℃
组分
组分
X
Di
CH4
0.1263
C2H6
0.8537
C3H6
0.01998
C3H8
0
C4H10
0
K
K
5
0.94
0.3
0.26
0.07
i
y? i?1.0005?1.01
y
k
i
塔底温度t
w
.由泡点方程：
t =82℃=179.6°F
组分X
组分
XwiK
CH4
0
8.6
C2H6
0.019998
2.8
C3H6
0.235
1.35
C3H8
0.331
1.25
C4H10
0.4138
0.51
i
? x?0.998
i
不清晰分割验证
求以重关键组分为对比组分的各组分的平均相对挥发度计算列表如下：
i
K
a
K
a
a
Di
ihD
Wi
ihW
ih
CH4
5
16.67
8.6
6.37
10.30
C2H6
0.94
3.13
2.8
2.07
2.55
C3H6
0.3
1
1.35
1
1
C3H8
0.26
0.87
1.25
0.93
0.81
C4H10
0.07
0.23
0.51
0.38
0.30
a ?KiD
a ?KiW a
?(a .a
)1/2
ihD
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