化工原理课程设计

沈阳工学院课程设计

因其泡点进料

精馏段操作线

0.966 yn?1= R X n ? x D ? 2 . 5 xn? (b)

R?1R?12.5?12.5?1

Rmin?1?XD??1?XD???????1?XF1?XF?提镏段操作线

RD?FF?Dx?xw(因q?1) yn?1=n(R?1)D(R?1)DR?F/DF/D?1xn?xw

R?1R?1 =

式中 Fx?xW0.966?0.024 ? D ? ? 2.06

DxF?xW0.483?0.024

代入可得 yn?1= 1 . 3 x n ? 0 . (c) 00726泡点进料 q=1, xq=xF=0.483 第一块塔板上升的蒸气组成

y1=xD=0.966

从第一块板下降的液体组成由式（a）求取

y10.966? x1= 2.462?1.462y2.462?1.462?0.966?0.9181由第二块板上升的气相组成用式（b）求取

? 02 76 y 2 ? 0 . 7 14 x . =0.714×0.918+0.276=0.9314 1 第二块板下降的液体组成 由此反复计算

y3?0.8828

x2?0.9314?0.84672.462?1.462?0.9314

x3?0.7537x?0.6402 y4?0.8141 4 y5?0.7331 x5?0.5273

y6?0.6525x6?0.4327?0.4834 沈阳工学院课程设计

因x6?xq，第六块板上升的气相组成是由提馏段操作方程（c）计算，

1.3x6?0.00726?1.3?0.4327-0.00726?0.5552 y7=

第六块板下降的液体组成

0.6525 x7??0.33652.462?1.46?0.6525

同样 y8?1.3?0.3365?0.00726?0.4301

0.4301x?由此反复计算 82.462?1.462?0.4301?0.2346

y9?0.2978 x9?0.1469

y10?0.1837 x10?0.0838 y11?0.101 6 x 11 ?0.0439 y12?0.0499 x12?0.0209x13 ? 00082 . ?xwy13?0.0199所需总理论塔板数为13块，第6块加料，精馏段需5块。

3.2 实际板层数的求取

精馏段实际板层数 N精?5/0.5?10提馏段实际板层数 N提?8/0.5?16

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4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据

以精馏段为例进行计算

4.1 操作压力计算

塔顶操作压力 pd?10.1 3?4?10.53Kpa进料板压力 pF?105.3?0.7?10?112.3Kpa精馏段平均压力 pm?(105.3?112.3)/2?108.8Kpa4.2 操作温度计算

根据操作压力，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?81.2℃进料板温度 tF?96℃精馏段平均温度 tm?(81.2?96)/2?88.64.3 平均摩尔质量计算

1.塔顶平均摩尔质量计算 已知 xd?y1?0.966x1?0.9203

MVDm?0.966?78.11?(1?0.966)?92.13?78.58Kg/Kmol MLDm?0.9203?78.11?(1?0.9203)?92.13?79.23Kg/Kmol 2.进料板平均摩尔质量计算 已知 yF?0.652xF?0.483

MVFm?0.652?78.11?(1?0.652)?92.13?82.98Kg/Kmol MLFm?0.483?78.11?(1?0.483)?92.13?85.36Kg/Kmol 3.精馏段平均摩尔质量

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MVm?(78.58?82.98)/2?80.78 MLm?(79.23?85.36)/2?82.30

4.4 平均密度计算

（1）气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算，即

PM108.8?80.78 ? Vm Vm?? m?2.917Kg/m3RTm8.314?（273.15?89.25）

（2）液相平均密度计算 液相平均密度依下式计算，即 1/???ai/?i 塔顶液相平均密度的计算：

t 81.2由， ℃ 查手册得 D ??A?812.7Kg/m3,?B?808.88Kg/m3

?LDm?1?813Kg/m30.96/812.7?0.04/808.88进料板液相平均密度的计算： 由 t F ? 96 ℃ ，查手册得

?A?793.1Kg/m3,?B?792.99Kg/m3

进料板液相的质量分数为

aA?0.483?78.11?0.4420.483?78.11?0.517?92.13?LFm?1?793.04Kg/m30.442/793.1?0.558/790.8

精馏段液相平均密度为 ? 3 ?793.04)/2?803.02? ( 81

Lm4.5 液体平均表面张力计算

液相平均表面张力依下式计算： ?Lm??xi?i

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