精馏塔的工艺计算

2 精馏塔得工艺计算

2、１精馏塔得物料衡算

2、1、1基础数据 （一)生产能力:

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、6868Km ｏｌ/h;苯３、5448 Kmol/h;甲苯10、63４3Kmo ｌ/h 。 （三)分离要求:

馏出液中乙苯量不大于0、01，釜液中甲苯量不大于0、0０5。 2、1、2物料衡算(清晰分割）

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 进料与各组分条件

由《分离工程》P6５式3-23得: ﻩ

Km ｏl ／ｈ

Ｗ＝F-D ＝２26、865９-13、２434＝

213、6225Ｋｍol/h Ｋm ｏl/h K ｍo ｌ/h K ｍｏl/ｈ Kmo ｌ／ｈ

表2-2 物料衡算表 2、２精馏塔工艺计算

2、2、１操作

编号 组分 /kmol/h /% 1 苯 ３、5448 １、5625 2 甲苯 10、６３43 4、6875 ３ 乙苯 2１2、6868 93、75０0

总计

2２6、86５9

100

编号 组分 /km ｏｌ/h 馏出液 釜液 １ 苯 3、5448 3、5４48 0 2 甲苯 10、6３43 9、５66２ 1、068１ 3 乙苯 212、６868 ０、13２4 21２、5544

总计

２２6、86５9

13、2434

２13、6２２5

条件得确定 一、塔顶温度

纯物质饱与蒸气压关联式（化工热力学 P19９):

表2-３ 物性参数

注:压力单位0、1Mp ａ,温度单位Ｋ

表２－3饱与蒸汽压关联式数据 以苯为例,

.

033213.1434.098273.6()434.01()(1⨯+⨯-⨯

-=-C

S

P P

In 同理，可得

露点方程：,试差法求塔顶温度

表2-4 试差法结果统计

二、塔顶压力 塔顶压力 三、塔底温度

泡点方程: 试差法求塔底温度

组份 相对分子质量

临界温度 临界压力 苯 78 562、2 ４8、９ 甲苯 9２ 59１、8 4１、0 乙苯 106 ６17、2 3６、０ 名称 A

Ｂ C D 苯

-6、9８273

1、33213

-2、628６３

-3、333９９ 甲苯 -7、28６07 1、3８09１ -２、８3433 -2、７91６８ 乙苯 -７、4８６45

1、454８8 -3、３7538

-2、2３0４

8

故塔底温度=1３6℃ 四、塔底压力 塔底压力 五、进料温度

进料压力为,

泡点方程: 试差法求进料温度

六、相对挥发度得计算

据化学化工物性数据手册,用内插法求得各个数据 ℃, ; ℃， ; ℃,

综上,各个组份挥发度见下表 据清晰分割结果,计算最少平衡级数。

26.6148

.2lg )1324.05544.2120681.15612.9lg(lg ))()lg((min =⨯==

-HK LK W LK

HK D HK LK x x

x x N α

2、２、２塔板数得确定 一、最小回流比R ｍｉn

本设计为泡点进料,即饱与液体进料，q =1

由恩特伍德公式:

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、3８ ５、9６1

5、1７０5 甲苯 1、97 2、51４

1、96

2、14８ 乙苯

1

1

1

1

019375

.01148.2046875.0148.21705.5015625.01705.5=-⨯+-⨯+-⨯=-∑

θ

θθθααi i i x

试差法求得２、3 则最小回流比

304.113

.2101

.013.2148.27223.0148.23.21705.52677.01705.51)(min =--⨯+-⨯+-⨯=--∑

=θααi m D i i x R ，

二、实际回流比

根据混合物分离得难易程度,取实际回流比为最小回流比得1、2倍 则Ｒ=1、2 R min =1、2×１、304=１、5６5 三、全塔理论板数得确定

查《化工原理》下P3３图１－２8吉利兰图得 将代入，求得Ｎ=１5、2 四、进料板得计算 因为

所以,第5层理论板就是加料版。

3 精馏塔主要尺寸得设计

３、１塔径得计算

3、3、1 填料精馏塔有关参数

操作回流比:R ＝2 理论板数:ＮT =16 进料板序号:N F =5

塔顶温度:t D =105、5℃ 塔釜温度:t W =136℃ 3、3、2 塔顶有关参数计算［4

由化工物性手册查得:

气体平均摩尔质量: 气体密度： 液体密度：

3/102.87186701.0866722.0885268.0m kg L =⨯+⨯+⨯=ρ

3、3、3 进料板有关参数计算 气相组成:

气体平均摩尔质量: 气体密度:

3、3、4 精馏段塔径计算 液相质量流量为： 气相质量流量为: 流动参数为:

由于填料选择得就是金属孔板波纹填料3５0Y; 查埃克特通用关联图得:

由于

代入上式中得:

即: