[精品]苯甲苯二元混合物连续精馏装置的设计毕业论文

所以提馏段的操作线方程为y?nR'?13.54?10.0118x?xW?x??1.282x?0.00333 R'R'3.543.54理论板数计算：先交替使用相平衡方程(a)与精馏段操作线方程（b）计算如下：

y1=xD=0.966 相平衡 x1=0.917 y2=0.932 x2=0.842

y3=0.879 x3=0.739 y4=0.806 x4=0.618 y5=0.721 x5=0.501

y6=0.639 x6=0.408 < xF=0.50 y7=0.520 x7=0.296 y8=0.376 x8=0.190 y9=0.240 x9=0.110

y10=0.138 x10=0.059

y11=0.072 x11=0.029

y12=0.034 x12=0.0136

y13=0.014 x13=0.0055< xW=0.0118

总理论塔板数为12（不包括再沸器），精馏段理论板数为5，第6板为进料板。

2. 全塔效率

依式：，根据塔顶、塔底液相组成查t -x-y图，塔顶温度为，塔底温度为，求得塔平均温度为：℃，该温度下进料液相平均粘度为：

?m?xF??苯?(1?xF)?甲苯?0.50?0.267??1?0.50??0.275?0.271mPa?.s

则ET?0.17?0.616lg?m?0.17?0.616lg0.271?52% 3. 实际塔板数

精馏段： 提馏段： 故实际塔板数：（层）

五、塔的工艺条件及有关物性数据计算 （一）. 操作压强

塔顶操作压力，取每层板的压降为0.7kPa，则进料板的压力为：

PF?10?0.7?101.3?108.3kPa，塔底压力为：PW?PF?14?0.7?118.1kPa，故精馏段平均操作

?压力为：Pm（精）Pm（提）?101.3?108.3?104.8kPa，提馏段平均操作压力为：

2108.3?118.1?113.2kPa

2（二）. 操作温度

之前已经求得，得到塔顶：，进料板温度，塔底：，则精馏段的平均温度：

tm，精?80.758?91.35109.86?91.35?86.0540C，提馏段的平均温度：tm,提??100.61。

22（三）. 平均分子量

由逐板计数法可知

, , ,5

塔顶：，

MVDm?0.966?78.11?(1?0.966)?92.14?78.59Kg/Kmol

MLDm?0.917?78.11?(1?0.917)?92.14?79.27Kg/Kmol 进料板：，

MVFm?0.713?78.11??1?0.713??92.13?82.13Kg/Kmol MLFm?0.50?78.11??1?0.50??92.13?85.12Kg/Kmol 塔底： 5

MVWm?0.02?78.11??1?0.02??92.13?91.86Kg/Kmol MLWm?0.01?78.11??1?0.01??92.13?91.99Kg/Kmol

则精馏段平均分子量：

78.59?82.1379.27?85.12MVm??80.36kg/kmolM??82.195kg/kmol ，（精）Lm(精）22提馏段平均分子量：

82.13?91.8685.12?91.99MVm??87.00kg/kmolM??87.09kg/kmol ，（提）Lm(提）22（四）. 平均密度

1） 气相密度

?mv?（精）PMMVm（精）RT?104.8?80.36?2.93Kg/m3

8.314??86.054?273.15?PMMVm113.2?87.003（提） ?mv???3.27Kg/m（提）RT8.314??100.61?273.15?2）液相密度 塔顶平均密度的计算

根据主要基础数据表4，由内插法得：，，，由（为质量分率） 塔顶： 因为，即；

进料板平均密度的计算

同上，由内插法可得进料板温度下对应的苯和甲苯的液相密度：

?LA?806.231Kg/m3,?LB?802.26Kg/m3

进料板，由加料板液相组成

0.50?78.11aA??0.46

0.50?78.11?（1?0.50）?92.13，故

塔釜平均密度的计算

由内插法可得：?LA?781.31Kg/m3,?LB?781.13Kg/m3 塔底： ，即;

?故精馏段平均液相密度：?Lm（精）813.3?806.45?809.88

2806.45?781.25?793.85kg/m3 提馏段平均液相密度：?Lm(提）?2（五）. 液体表面张力

根据主要基础数据表3，由内插法得：,，,，，。 ?m,顶?0.966?21.16?0.034?21.59?21.17mN/m

?m,进?0.50?20.31?0.50?20.82?20.57mN/m ?m,底?0.0118?17.76?0.9882?18.54?18.53mN/m

21.17?20.57?20.87mN/m

220.57?18.53??19.55mN/m 提馏段平均表面张力： ?m（提）2则精馏段平均表面张力：?m(精）?（六）. 液体粘度

根据主要基础数据表5，由内插法得：,，,， ,。

?L顶?0.966?0.305?(1?0.966)?0.309?0.305mPa?s

?L进?0.50?0.285?(1?0.50)?0.291?0.288mPa?s

?L底?0.0118?0.235?(1?0.0118)?0.255?0.255mPa?s

0.305?0.288?0.296mPa?s

20.288?0.255??0.271mPa?s 提馏段平均液相粘度?Lm（提）2求精馏塔的气液相负荷

故精馏段平均液相粘度?Lm(精）?

精馏段：

V??R?1?D?(2.38?1)?79.56?268.91Kmol/h VV?MVm(精）S?3600??268.91?80.36vm（精）3600?2.93?2.049m3/s

L?RD?2.38?79.56?189.353Kmol/h

Ls?LMLm（精）?82.1953600??189.353Lm（精）3600?809.88?0.00534m3/s

Lh?0.00534?3600?19.22m3/h 提馏段：

L??L?qF?189.353?155.10?344.453Kmol/h V??V?(q?1)F?268.91Kmol/h

VMVm(提）S??V??3600??268.91?87.00?1.987m3/s

vm（提）3600?3.27L??L?MLm（提）S3600??344.453?87.09?0.0105m3/s

Lm（提）3600?793.85L'h?0.0105?3600?37.79m3/h

六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 （一）. 塔径的计算

精馏段:

之前已计算得精馏段的气液相体积率为

VS?V?MVm(精）3600??268.91?80.36vm3600?2.93?2.049m3/s

（精）Ls?LMLm（精）189.353?82.1953600???0.00534m3/s

Lm（精）3600?809.88塔板间距HT的选定很重要，可参照下表所示经验关系选取。表6 板间距与塔径关系

塔径DT，

0.3～0.5～0.8～m 0.5 0.8 1.6 板间距200～250～300～HT，mm

300

350

450

1.6～2.4～2.4 4.0 350～400～600

600