化工原理课程设计-(筛板).doc

苯－甲苯（苯－氯苯）二元体系筛板精馏塔设计 1 前 言（每人不能相同） 1.1 设计目的/意义 1.2 塔设备简介 2设计说明书 2.1 流程简介 图1-1 精馏过程流程图 2.2 工艺参数选择 3 工艺计算 物料衡算 F=D+W FXF=DXD+WXW DXD/FXF=η 得：D= Kmol/h W= Kmol/h XW= 理论塔板数的计算 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 苯－甲苯气液相平衡见《化工原理》P483附表20（2） 苯－氯苯汽液相平衡数据见附录 3.2.2 平衡线方程： 理想体系： 计算每一点的α，取平均值 平衡线方程：y=αx/[1+(α-1)x] 非理想体系 分段计算平均α 用作图法 3.2.3 q线方程 泡点进料：q=1 16℃进料： 查物性数据：（查物理化学手册或化工原理附录） 易挥发组分比热c1＝ kJ/kgK 难挥发组分比热c2＝ kJ/kgK 易挥发组分汽化潜热r1＝ kJ/kgK 难挥发组分汽化潜热r2＝ kJ/kgK 进料温度t1＝ ℃ 进料组成对应的泡点温度t2＝ ℃（根据进料组成查平衡数据） ∴平均r =zf r1*分子量M轻组分+(1- zf) r2*分子量M重组分= kJ/mol 平均cp= zf c1*分子量M轻组分+(1- zf) c2*分子量M重组分= kJ/KmolK q= （参考p310习题11） 计算q线方程： 3.2.4 回流比 取R=（1.1-1.8）Rmin 最小回流比Rmin＝ 回流比R= 3.2.5 操作线方程 精馏段操作线方程为: 提馏段操作线方程为: 3.2.6 理论板数的计算（逐板计算或作图法） 精馏段理论板数= ，第 块为进料板 提馏段= 总理论板数NT= 3.3 实际塔板数的计算 3.3.1全塔效率ET 由O’connel关联图查得全塔效率ET，见《化工原理》P347，图8-32 平均粘度的计算：各组分在平均塔温下的粘度线性加和得到 μav= μ1xF1+ μ2（1－xF1） 3.3.2 实际板数NE NE=NT/ET 表 3-1 计算数据汇总 F= D= W= Rmin= R= NT= NE= Q预热器= Q冷凝器= Q再沸器= 精馏段 提馏段 气相流率（kmol/h） 气相流率（kmol/s） 液相流率（kmol/h） 液相流率（kmol/s） 4塔的结构计算 板式塔主要尺寸的设计计算，包括塔高、塔径的设计计算，板上液流形式的选择、溢流装置的设计，塔板布置、气体通道的设计等工艺计算。 板式塔为逐级接触式的气液传质设备，沿塔方向，每层板的组成、温度、压力都不同。设计时，分别计算精馏段、提馏段平均条件下的参数作为设计依据，以此确定塔的尺寸，然后再作适当调整，但应尽量保持塔径相同，以便于加工制造 4.1混合组分的平均物性参数的计算 4.1.1平均分子量的计算 塔顶的平均分子量 （x1为与y1=XD平衡 的液相组成） MVDM= XD×M轻组分+（1－XD）×M重组分 MLDM= x1×M轻组分+（1－x1）×M重组分 （2）进料板的平均分子量 进料板对应的组成Xn 和yn (进料板对应的组成由逐板计算得到，n值各人不同)] MVFM= yn×M轻组分+（1－yn）×M重组分 MLFM= Xn×M轻组分+（1－Xn）×M重组分 （3）塔底的平均分子量（yw为与xw平衡的气相组成） MVWM= yw×M轻组分+（1－yw）×M重组分 MLWM= xw×M轻组分+（1－xw）×M重组分 （4）精馏段、提馏段的平均分子量 精馏段平均分子量 MLM=( MLDM+ MLFM)/2= MVM=( MVDM+ MVFM)/2= 提馏段平均分子量 M’LM=( MLWM+ MLFM)/2= M’VM=( MVWM+ MVFM)/2= 4.2.2 平均密度的计算 （1）液相平均密度 查物性数据： 易挥发组分密度ρ1＝ Kg/m3 难挥发组分密度ρ2＝ Kg/ m3 塔顶易挥发组分质量百分比a1＝ （将XD换算成质量分率） 进料易挥发组分质量百分比a2＝ （将Xn换算成质量分率） 塔底易挥发组分质量百分比a3＝ （将Xw换算