精馏塔的设计

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1、三、四、工艺计算及主体设备设计(一)精馏塔的物料衡算与操作线方程1）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78.11和112.56kg/kmol。2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量3）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率依题给条件：一年以330天，一天以24小时计，有：，全塔物料衡算：4.求操作线方程精馏段操作线：q线方程为：x=0.728提馏段操作线为过（0.00288,0.00288）和两点的直线。y=(二)理论塔板层数的确定苯-氯苯物系属于理想物系，可采用梯级图解法求取，步骤如下

2、：1.由手册查得苯-氯苯的气液平衡数据，绘出图，如下图一；图解得块（不含釜）。其中，精馏段块，提馏段8块，第5块为加料板位置。（三）塔效率的估算1把=0.986、=0.728、=0.284代入上式中得=4.882.由泡点和露点线求得塔顶和塔釜的温度分别为82和131.6，平均温度为106.8，内插法求得该温度下两者的饱和蒸汽压为216.6（苯）和28.6（氯苯），所以=4.46由两种方法平均求得=4.673由内插法求得82和131.6℃下塔釜和塔顶的粘度分别为0.304和0.290,平均得0.297由全塔效率

3、公式得ET=0.4522）实际塔板数精馏段实际板层数提留段实际板层数：（三）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算1).操作压力的计算对精馏段进行计算塔顶操作压力：PD=4+101.33=105.33KPa每层塔板压降（操作要求）：进料板压力：PF=105.33+9(精馏段板数)*0.7=111.63Kpa精馏段平均压力：Pm=(81.406+87.706)/2=108.48Kpa对提馏段进行计算塔釜压力：PW=105.33+26*0.7=123.53Kpa提馏段平均压力Pm=(111.63+123.53)/2

4、=117.58Kpa2).操作温度的计算依据操作压力，由泡点方程通过内插算出泡点温度，其中苯和氯苯的饱和蒸汽压，由安托尼方程计算，计算结果如下：通过图二（温度组成图）易读取塔顶温度：℃通过内插得加料板温度为88.8℃塔顶和塔釜温度82,131.6精馏段平均温度：℃提馏段平均温度：℃由化工热力学书本查的本与氯苯的Antoine方程参数如下表物质ABC温度范围K苯6.0603951225.188222.155277-3566.9274182037.582340.2042379-562氯苯6.079631419.0

5、45216.633329-405验证塔顶压力：由Antoine得，苯的饱和蒸汽压为107kpa,氯苯为27kpaP=XaPa+XbPb=0.986*107+0.014*27=105.88kpa计算结果与实际操作压了相符合验证进料板压力：由Antoine得，苯的饱和蒸汽压为141.24kpa,氯苯为20.14kpaP=XaPa+XbPb=0.728*141.24+0.272*20.14=110.20kpa由此校正精馏段板层压降为（110.20-105.33）/9=0.5411kpa所以塔釜压力为：PW=105.

6、33+26*0.5411=119.40Kpa故精馏段平均压力：Pm=(105.33+110.20)/2=107.765Kpa故提留段平均压力：Pm=(119.40+110.20)/2=114.8Kpa3).平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量计算：由（看书观察精馏段操作线方程下角标和平衡线的下角标），查平衡曲线（见图1），得进料板平均摩尔质量计算：由图解理论板（此处的下角标f所代表并不是原进料组成见图x-y进料板代表的阶梯角上边的顶点即所求的交点坐标，可用逐板计算法，），得查平衡曲线（见图1），得精馏段平均摩尔质

7、量计算：塔釜平均摩尔质量计算Xw=0.00288,所以（带入平衡线方程）Yn=0.0127提馏段平均摩尔质量计算：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，即精馏段提馏段2.液相平均密度计算液相平均密度依计算，即塔顶液相密度由℃（内插t-）查得：由℃查得：进料板液相密度精馏段液相平均密度为由℃查得：塔釜液相密度提馏段液相平均密度为5).液相平均表面张力塔顶液相的平均表面张力：（82℃）;看老师发的纸上有方程，按照方程计算下式进料板液相的平均表面张力：(88.8℃)；精馏段液相的平均表面张力

8、：塔釜液相的平均表面张力：（131.6℃）提留段液相的平均表面张力：6).液相平均粘度计算塔顶液相平均粘度计算（内插法）：（82℃）m=ΣXii=0.304进料板液相平均粘度计算（88.8℃）m=0.316精馏段液相平均粘度计算塔釜液相平均粘度计算：（131.6℃）=0.290提馏段液相平均粘度计算(六)求精馏塔的气液相负荷L=RD=0.56842.16=23.95；V=(R+1)D=(0.568+