精餾塔的工藝計算.doc

2 精餾塔的工藝計算2.1精餾塔的物料衡算2.1.1基礎數據（一）生產能力：10萬噸/年，工作日330天，每天按24小時計時。（二）進料組成：乙苯212.6868Kmol/h；苯3.5448 Kmol/h；甲苯10.6343Kmol/h。（三）分離要求：餾出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。2.1.2物料衡算（清晰分割）以甲苯為輕關鍵組分，乙苯為重關鍵組分，苯為非輕關鍵組分。表2.1 進料和各組分條件編號組分/kmol/h/%1苯3.54481.56252甲苯10.63434.68753乙苯212.686893.7500總計226.8659100由分離工程P65式3-23得：（式2. 1）Kmol/h W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/hKmol/hKmol/hKmol/hKmol/h編號組分/kmol/h餾出液釜液1苯3.54483.544802甲苯10.63439.56621.06813乙苯212.68680.1324212.5544總計226.865913.2434213.6225表2-2 物料衡算表 2.2精餾塔工藝計算2.2.1操作條件的確定一、塔頂溫度純物質飽和蒸氣壓關聯式（化工熱力學 P199）：表2-3 物性參數組份相對分子質量臨界溫度臨界壓力苯78562.248.9甲苯92591.841.0乙苯106617.236.0注：壓力單位0.1Mpa，溫度單位K名稱ABCD苯 -6.98273 1.33213 -2.62863-3.33399甲苯-7.286071.38091-2.83433 -2.79168乙苯 -7.486451.45488-3.37538-2.23048表2-3飽和蒸汽壓關聯式數據以苯為例，同理，可得露點方程：，試差法求塔頂溫度 表2-4 試差法結果統計t80.085.0100105.51061.00801.17291.79612.07942.10670.38710.45870.73940.87120.88400.16720.20170.34170.40950.4161等式左邊2.18711.84881.52980.98040.9664等式右邊0.98690.98690.98690.98690.9869故塔頂溫度=105.52、 塔頂壓力塔頂壓力3、 塔底溫度泡點方程： 試差法求塔底溫度t1001101301351360.73940.99221.69871.92491.97280.34170.47260.85390.97951.0063等式左邊0.34370.47510.85800.98411.0110等式右邊1.01331.01331.01331.01331.0133故塔底溫度=1364、 塔底壓力塔底壓力5、 進料溫度進料壓力為，泡點方程： 試差法求進料溫度t1001101301321331.79612.33573.77773.95214.04150.73940.99221.69871.78661.83180.34170.47260.85390.90250.9276等式左邊0.38310.52600.93920.99161.0186等式右邊1.01331.01331.01331.01331.0133故進料溫度=1336、 相對揮發(fā)度的計算據化學化工物性數據手冊，用內插法求得各個數據，；，；，綜上，各個組份揮發(fā)度見下表組份進料溫度133塔頂溫度105.5塔底溫度136平均相對揮發(fā)度苯4.385.9615.1705甲苯1.972.5141.962.148乙苯1111據清晰分割結果，計算最少平衡級數。2.2.2塔板數的確定一、最小回流比Rmin本設計為泡點進料，即飽和液體進料，q=1由恩特伍德公式：試差法求得2.3則最小回流比 二、實際回流比 根據混合物分離的難易程度，取實際回流比為最小回流比的1.2倍則R=1.2 Rmin=1.21.304=1.565三、全塔理論板數的確定查化工原理下P33圖1-28吉利蘭圖得將代入，求得N=15.24、 進料板的計算因為所以,第5層理論板是加料版。 3 精餾塔主要尺寸的設計3.1塔徑的計算3.3.1填料精餾塔有關參數操作回流比：R=2理論板數：NT=16進料板序號：NF=5塔頂溫度：tD=105.5塔釜溫度：tW=1363.3.2 塔頂有關參數計算4由化工物性手冊查得：氣體平均摩爾質量：氣體密度：液體密度：3.3.3進料板有關參數計算氣相組成：氣體平均摩爾質量：氣體密度：3.3.4精餾段塔徑計算液相質量流量為：氣相質量流量為：流動參數為：由于填料選擇的是金屬孔板波紋填料350Y；查?？颂赝ㄓ藐P聯圖得：由于代入上式中得： 即： 由于 即：由公式 圓整后為0.6m3.3.5提溜段塔徑計算液相質量流量為：氣相質量流量為：流動參數為：同上，查圖得：由于代入上式中得： 即：則：比較精餾段與提溜段計算結果，二者基本相同。圓整塔徑，取D=600mm3.4液體噴淋密度及空塔氣速核算精餾段液體噴淋密度為精餾段空塔氣速為：提溜段液體噴淋密度為：提溜段空塔氣速為：查規(guī)整填料性能參數知，取則經核算，選用塔徑600符合要求。3.5 填料層高度計算填料層高度計算采用理論板當量高度法。對350Y金屬孔板波紋填料，由附錄查每M填料理論板數為3.54塊，?。海瑒t：由：精餾段填料層高度為：提溜段填料層高度為： 根據設計要求，流出一定的安全系數，填料層高度一般為 所以 設計取精餾段填料層高度為2.0m，提溜段填料層高度為4.6m。3.6附屬設備及主要附件的選型計算1、 接管的計算2、 （1）塔頂蒸汽管：從塔頂至冷凝器的蒸汽導管，必須適合尺寸，以免產生過大壓力降。11 / 11