精馏塔课程设计报告.doc

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绪论
精馏是别离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛的应用。精馏过程在能量的驱动下，使气、液两相屡次直接接触和别离，利用液相混合物中各组与操作费，即总本钱费最小。
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一般来说，～2倍，本设计物系属易别离物系，最小回流比拟小，。
3塔板的工艺计算


本设计的工艺条件数据见表3-1。
表3-1 工艺条件数据
物系
苯-甲苯物系
年处理量〔300天〕
3万吨
原料组成〔苯的质量分数 下同〕

馏出液组成

塔釜液组成

操作压力(KPa)
4
进料状况
饱和液体进料
操作回流比

单板压降(KPa)
<
全塔效率
52%

查文献[1]苯和甲苯的物理性质见表3-2。
表3-2 20℃苯和甲苯的物理性质
名称
分子量
密度〔kg/m3〕
沸点〔℃〕
黏度〔mPa·s〕
外表力〔N/m〕
苯〔1〕

879



甲苯〔2〕

867



精馏塔物料衡算
根据工艺要求可以得出：进料量 F= kmol/h，原料组成*F=，馏出液组分*D=，釜液组分*W=。
利用文献[2]全塔物料衡算〔10-21〕式可以得到塔顶产品流率D和塔釜产品流率F。
kmol/h=
kmol/h=
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由苯和甲苯组成和分子量可以得出原料、馏出液、釜液的平均分子量：MF=，MD=，MW=。所以原料、馏出液、釜液的质量流量分别为：
mF=F×MF=×=4170kg/h
mD=F×MD=×=1580kg/h
mW=F×MW=×=2520kg/h


查文献[2]可得苯-甲苯物系在*些温度t下的α值，见表3-3。
表3-3 苯-甲苯物系在*些温度t下的α值
t/℃

84
88
92
96
100
104
108

α









可见随着温度的升高，或*的减小，α略有减小，但变化不大。α的值可对表3-3中两端的数据取平均值
知道了相对挥发度α的值，利用文献[2]〔10-8〕式可知苯-甲苯物系的相平衡方程为
〔3-1〕
〔3-1a〕

本设计进料状况为饱和液体，即进料液相分率q=1。查文献[2]可知进料方程为
(3-2)

查文献[2]可知进料方程线与相平衡方程线的交点为〔*e,ye〕。联立〔3-1〕，〔3-2〕两式可得：
*e==
根据文献[2](10-40)式可知
操作回流比
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R==×=

精馏段：L=RD=×=
V=L+D=+=
提馏段：L′=L+qF=+1× kmol/h=
V′=V-(1-q)F=

根据文献[2](10-27)式可知精馏段的操作线方程为
(3-3)
根据文献[2](10-30)式可知提馏段的操作线方程为
〔3-4〕

理论板数的求取原理是交替地应用相平衡和物料衡算两关系式。本设计采用逐板计算法计算理论板数，精馏段理论板数联立相平衡线和精馏段操作线，提馏段理论板数联立相平衡线和提馏段操作线。
由于塔顶采用全凝器，所以有y1=*D=