




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文档简介
--.z..z.2 精馏塔的工艺计算精馏塔的物料衡算根底数据〔一〕生产力量:10万吨/年,工作日330天,每天按24小时计时。〔二〕进料组成:乙苯212.6868Kmol/h3.5448Kmol/h10.6343Kmol/h。〔三〕别离要求:馏出液中乙苯量不大于0.01,釜液中甲苯量不大于0.005。物料衡算〔清楚分割〕以甲苯为轻关键组分,乙苯为重关键组分,苯为非轻关键组分。表2.1 进料和各组分条件编号组分f/kmol/hif编号组分f/kmol/hif/%i1苯3.54481.56252甲苯10.63434.68753乙苯总计212.6868226.865993.7500100DF
LKi1
i
1x
HK,D
xD226.8659
0.04687510.010.005Kmol/hW=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h2WX2,W213.62250.0051.0681Kmol/hd2f2210.63431.06819.5662Kmol/hd3DX3,D13.24340.010.132434Kmol/h f d 212.68680.132434212.5544Kmol/h表2-2表2-2物料衡算表编号组分f/kmol/hi馏出液di釜液i1苯3.54483.544802甲苯10.63439.56621.06813乙苯212.68680.1324212.5544
精馏塔工艺计算件确实定总计 226.8659
13.2434
213.6225
纯物质饱和蒸气压关联式〔化工热力学P199表2-3 物性参数苯78562.248.9苯78562.248.9甲苯92591.841.0乙苯 106
临界温度TC617.2
PC36.0
0.1Mpa,温度单位K表2-3饱和蒸汽压关联式数据名称 A B C D
以苯为例,x1T/T苯-6.98273苯-6.982731.33213-2.62863-3.33399甲苯-7.286071.38091-2.83433-2.79168乙苯-7.486451.45488-3.37538-2.23048
1318.15/562.同理,可得P00.09850.1MPabiyi
1,试差法求塔顶温度
露点方i1
p0 pit80.085.0100t80.085.0100105.51061.00801.17291.79612.07942.10670.38710.45870.73940.87120.88400.16720.20230.34170.40950.41612.18711.84881.52980.98040.96640.98690.98690.98690.98690.9869pa0ppa0pb0pc0等式左边等式右边塔顶压力p顶
0.1Mpa三、塔底温度泡点方程:
p0x p试差法求塔底温度i ii1t100110130135136pb00.73940.99221.69871.92491.9728pc00.34170.47260.85390.97951.0063等式左边0.34370.47510.85800.98411.0110等式右边1.01331.01331.01331.01331.0133=136℃四、塔底压力塔底压力p底
0.1Mpa五、进料温度进料压力为p进1.0130.1Mpa,泡点方程: ni1
p0xpi i试差法求进料温度t100110130132133pa01.79612.33573.77773.95214.0415pb00.73940.99221.69871.78661.8318pc00.34170.47260.85390.90250.9276等式左边0.38310.52600.93920.99161.0186等式右边1.01331.01331.01331.01331.0133故进料温度=133℃六、相对挥发度的计算据化学化工物性数据手册,用内插法求得各个数据t 105.5℃,顶 t 136℃,
5.961甲苯1.96
2.514乙苯1;
1;底 甲苯 乙苯t 133℃, 4.38 1.97 1进 苯 甲苯 乙苯综上,各个组份挥发度见下表组份进料温度133塔顶温度105.5塔底温度136平均相对挥发度苯4.385.9615.1705甲苯1.972.5141.962.148乙苯1111据清楚分割结果,计算最少平衡级数。塔板数确实定Rminq=1
(xi
)i,D mR 1试差法求得2.3则最小回流比二、实际回流比
i
min依据混合物别离的难易程度,取实际回流比为最小回流比的1.2倍R=1.2Rmin
=1.2×1.304=1.565三、全塔理论板数确实定查“化工原理“下P331-28吉利兰图得将N 6.26代入,求得N=15.2min四、进料板的计算N N
(N ) NN15.2,Rm R由于 S R
(N) NSm S5层理论板是加料版。3 精馏塔主要尺寸的设计3.1塔径的计算 操作回流比:R=2理论板数:NT=16塔顶温度:tD=105.5℃塔釜温度:t=136℃W塔顶有关参数计算[4 885kg/m3 866kg/m3由化工物性手册查得: 苯 甲苯气体平均摩尔质量:M 0.268780.722920.0110688.39g/molV
PMV
1.01310588.39
2.85kg/m3V RTD
8.314103
105.5273液体密度: 0.2688850.7228660.01867871.102kg/m3L进料板有关参数计算气相组成: 2.94m气体平均摩尔质量:
PM”V
1.013105105.8
3.71kg/m3V RTD
8.314103
133273.15精馏段塔径计算液相质量流量为: 26.486887.332313kg/hL气相质量流量为:V
39.788.393511.75kg/h流淌参数为:
0.5 2313 2.85 0.5
0.0377LVV L
3511.75871.102由于填料选择的是金属孔板波浪填料350Y;u2
msx
V0.2
0.7g L水由于 0.262mPas水L L
958.3871.102
1.10max0.2620.2u2max
1.100.0033
0.7即:u 3.3m/smax
9.8由于u
=max
u u0.8u440.3423.142.64
max
0.83.32.64m/suuS
0.51m3.3.5提溜段塔径计算”253.3567.4817096kg/hL气相质量流量为:” 39.7105.84200kg/hV流淌参数为:
”
”0.5 170963.710.5
0.28 L V
” ”V L
4200761
u”max
2””V
”0.2
0.4g ” LL由于257” 0.207mPasL代入上式中得:u”
22571.120.004880.0002070.2max9.8max
0.4D
即:u” 3.1m/smax4VSu”44VSu”40.3423.142.48比较精馏段与提溜段计算结果,二者根本一样。圆整塔径,取D=600mm精馏段液体喷淋密度为精馏段空塔气速为:提溜段空塔气速为:查规整填料性能参数知350m2/m3,取LW(min)
0.08m3/(m2h)则U L
0.0835028m3/(m2h)(min) W(min)经核算,选用塔径600mm符合要求。填料层高度计算填料层高度计算承受理论板当量高度法。对350Y金属孔板波浪填料,由附录查每米填料理论板数为3.5~4块,取:nt
=3.5,HETP=n1t1
=13.5
=0.29m由:ZN HE
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