二硫化碳-四氯化碳精馏分离板式塔设计

Rmin?Rmin?xD?yqyq?xq0.96?0.5590?1.6780.5590?0.32R=2Rmin=3.356

（4）精馏段操作线方程

xRx?DR?1R?1 y?0.770x?0.220y? （5）提馏段操作线方程

y?1.493x?0.0118

提馏段操作线过点c(xw,xw)和精馏段操作线方程与q线方程的交点连接即为提馏段操作线方程。 5、理论塔板数

表2-3 不同温度下CS2-CCl4的平衡曲线点 操作线方程与相平衡方程对理论板数的计算即在平衡线上的点 x 精馏段 0.9158 0.8477 0.7460 0.6083 0.4597 0.3346 1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0y 0.96 0.9254 0.8730 0.7943 0.6885 0.5738 x 提馏段 0.2504 0.1662 0.09810 0.05198 0.02416 0.008053 y 0.4779 0.3623 0.2369 0.1344 0.06557 0.02377 ----提馏段操作----精馏段操作----塔板----q线y=0.770x+0.220y=1.493x-0.0118线线

图2-3 精馏塔塔板数绘图 9

表2-4 不同温度下CS2-CCl4的气液相点 精馏塔板数的相关坐标点 x 0.96 0.9158 0.9158 0.8477 0.8477 0.7460 0.7460 0.6083 0.6083 y 0.96 0.96 0.9254 0.9254 0.8730 0.8730 0.7943 0.7943 0.6885 x 0.4597 0.4597 0.3346 0.3346 0.2504 0.2504 0.1662 0.1662 0.09810 y 0.6885 0.5738 0.5738 0.4779 0.4779 0.3623 0.3623 0.2369 0.2369 x 0.09810 0.05198 0.05198 0.02416 0.02416 0.008053 y 0.1344 0.1344 0.06557 0.06557 0.02377 0.02377 第7块为进料板 塔板总数12块 即：总理论板数为12（包括蒸馏釜），精馏段理论板数为6，第7板为进料板。 2.4.2 实际塔板数NT的求取 由奥康内尔[6,11]经验公式可知：

?0.245ET?0.49（??L）

塔顶和塔底的平均温度为:

t?_tD?tW47.07?75.26??61.2 ℃ 22 查表[1]可知：二硫化碳的μL1=0.282mPa·s；四氯化碳的μL2=0.573mPa·s 此时的相对粘度[2,5]可以近似为进料口的温度下进料口的粘度：

lg?m?xF?lg?L1?(1?xF)?lg?L2lg?m?0.32?lg0.282?0.68?lg0.573

?m?0.457mPa·s

ET?0.49(??L)?0.245?0.49（?F??m)?0.49?(2.841?0.47)?0.245?0.460

实际塔板数：NT=12-1=11，精馏段6块，提馏段6块。 精馏段：N=6/ET=6/0.460=14（层） 提馏段：N?=6/ET=6/0.460=14（层） 2.5 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 2.5.1 操作压强的计算

塔顶压力PD=101.33kPa取每层塔板压降△P=0.7kPa（一般情况下，板式塔的每一个理论级压降约在0.4~1.1kPa），则：

10

进料板压力：PF=101.33+14?0.7=111.13kPa 塔釜压力：PW=111.13+14?0.7=120.93 kPa

PD?PF101.33?111.13??106.23kPa 22P?P111.13?120.93W??F??116.03kPa 提馏段平均操作压力：Pm22 精馏段平均操作压力：Pm?2.5.2 平均摩尔质量计算

塔顶摩尔质量的计算：由xD?y1?0.96查平衡曲线得：x1?0.9158

MLDm?0.9158?76.14?(1?0.9158)?153.84?82.682kg/kmol MVDm?0.96?76.14?(1?0.96)?153.84?79.248kg/kmol

进料摩尔质量的计算：由平衡曲线查得：xq?0.32 yq?0.5586

MLFm?0.32?76.14?(1?0.32)?153.84?128.976kg/kmolMVFm?0.5586?76.14?(1?0.5586)?153.84?110.437kg/kmol

塔釜摩尔质量的计算：由平衡曲线查得：xw=0.024 yw=0.0655

MLWm?0.024?76.14?(1?0.024)?153.84?151.975kg/kmolMVWm?0.0655?76.14?(1?0.0655)?153.84?148.751kg/kmol

精馏段平均摩尔质量：

（82.682?128.976）MLm??105.829kg/kmol

2(79.248?110.437）MVm??94.843kg/kmol

2 提馏段平均摩尔质量：

128.976?151.975??MLm?140.476kg/kmol

2110.437?148.751??MVm?129.594kg/kmol

22.5.3 平均密度计算 1、气相平均密度

由 PV＝nRT 推出：

（1） 精馏段平均气相密度：

11

?Vm?PmMVm106.23?94.843??3.670kg/m3 RT8.314?(273.15?54.39)（2） 提馏段的平均气相密度

?m??V?MVm?Pm116.03?129.594??5.294kg/m3 RT8.314?(68.48?273.15)2、液相密度

?Lm

表2-5 不同温度下CS2-CCl4的密度列表 温度/℃ 47.07 1223 1542 61.7 1200 1514 75.26 1179 1487 二硫化碳液体密度ρ(kg/m3) 四氯化碳液体密度ρ(kg/m3) 1?Lm?xA?LA?xB?LB（x为质量分率）

（1） 塔顶部分

其中 xD?0.922，xBD?0.078 即：

1?xD?xBD?0.9220.078???LDm?1234.1kg/m3 12321524?LDm?LAD?LBD（2） 进料板处

其中 xF=0.189，xBF=0.811

1?0.1890.811???LFm?1442.7kg/m3 12001514 ?LFm（3） 塔釜处液相组成

其中

1xW=0.012，xBW=0.988

?LWm?0.0120.988???LWm?1482.4kg/m3 11791487（4） 精馏段平均液相密度

?Lm??LDm??LFm2?1243.1?1442.7?1342.9kg/m3

2 12