苯 甲苯浮阀塔 课程设计1

kmol kg x M x M D D /23.7908.013.9292.011.78)1(M 21D =⨯+⨯=-+=塔顶

(1)0℃时塔顶气体上升的焓Q V

塔顶以0℃为基准。

D

D P V M

V t C V Q ⋅⋅+⋅⋅=γ

h

KJ /45.462353023.7902.39371.11725.8116.10171.117=⨯⨯+⨯⨯=

(2)回流液的焓R Q

注：此为泡点回流，据t-x-y 图查得此时组成下的泡点t D ,用内插法求得回流液组成下的t D ’， t D ’=80.5℃。得到此温度下：C P1=99.14KJ /)(K kmol ⋅ C P2=124.36KJ /)(K kmol ⋅

)1(21D P D P P x C x C C -⋅+⋅=

)

/(16.10108.036.12492.014.99K kmol KJ ⋅=⨯+⨯=

注：回流液组成与塔顶组成相同。

'

D

P R t C L Q ⋅⋅=

5.801

6.10169.83⨯⨯= h KJ /50.689985=

(3)塔顶馏出液的焓D Q 因馏出口与回流口组成一样，所以)/(16.101K kmol KJ D

C

⋅=-

D

D D t C D Q ⋅⋅=

h

KJ /89.27961825.8116.10102.34=⨯⨯=

(4)冷凝器消耗的焓C Q

Q C =Q V -Q R -Q D

=4623530.45-689985.50-279618.89 =3653925.96KJ/h (5)进料口的焓F Q

99.20F t =℃下：C P1=103.70)/(K kmol KJ ⋅ C P2=129.71)/(K kmol KJ ⋅

)1(21F P F P P x C x C C -⨯+⋅=

)

/(59.119)389.01(71.129389.070.103K kmol KJ ⋅=-⨯+⨯=

所以 F P F t C F Q ⋅⋅=

h

KJ /72.92179935.9659.11980=⨯⨯=

(6)塔底残液的焓W Q

W W W t C W Q ⋅⋅=

h

KJ /07.6563350.10817.13298.45=⨯⨯=

(7)再沸器B Q (全塔范围内列衡算式) 塔釜热损失为10%，则η=0.9

设再沸器损失能量Q 损=0.1Q B ，Q B +Q F =Q C +Q W +Q 损+Q D 加热器实际热负荷

0.9Q B =Q C +Q W +Q D -Q F

=3653925.96+656335.07+279618.89-921799.72

=3668080.20

Q B =3668080.20/0.9=4075644.72KJ/h

项目 进料 冷凝器 塔顶馏出液 塔底残液 再沸器 平均比热

/()kJ kmol K

119.59

—

101.16

132.17

—

热量/kJ h

921799.72 3653925.96 279618.89 656336.07 4075644.72

第三章 辅助设备

3.1冷凝器的选型

本设计冷凝器选用重力回流直立或管壳式冷凝器

原因：因本设计冷凝器与被冷凝气体走管间，对于蒸馏塔的冷凝器，一般选管壳式冷凝器或空冷器，螺旋板式换热器，以便及时排出冷凝液。冷凝水循环与气体之间方向相反，当逆流式流入冷凝器时，起液膜减少，传热系数增大，利于节省面积，减少材料费用。 取进口（冷却水）温度为t 1=20℃(夏季)

冷却水可来自松花江，冷却水出口温度一般不超过40℃，否则易结垢，取出口温度t 2=35℃。 泡点回流温度t D ’=80.5℃.t D =81.25℃ 被冷凝的气体的平均温度C o

88.802

25

.815.80=+=

，冷凝水的平均温度C

o

5.272

3520=+=

。在此

前提下，)/(277.1)23.79/(16.101)/(16.101K kg KJ K kg KJ K kmol KJ C P ⋅=⋅=⋅=

表3-1 各自对应的相关物性数据 项目 种类 Cp(KJ/(kg ˙K)) ρ/(kg/m 3) μ/Pa ˙s λ/W ˙m -1K -1 混合气体 1.277 2.80 9.077⨯10-6 0.13 冷却后的混合液体

1.880 813.2 0.306⨯10-3 0.125 冷凝水

4.176⨯103

996.3

0.8453⨯10-3

0.6293

3.1.1计算冷却水流量

h

kg t t C Q G P c

c /58332)

2035(10176.410

01.3653926)

(3

3

12=-⨯⨯⨯=

-⨯=

3.1.2冷凝器的计算与选型 冷凝器选择列管式，逆流方式。

C t t t t

t t t t t o

D D D D m 06.53]

)

()

(ln[)()(21'

21'

=-----=

∆

m

C t KA Q ∆=