精餾塔課程設計論文
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- 課程設計 (1)1. 流程和工藝條件的確定和說明
本設計任務為分離苯—甲苯混合物。對于二元混合物的分離，應采用連續精餾流程。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔內。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內，其余部分經產品冷凝冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的1.4倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產品經冷卻后送至儲罐。
2. 操作條件和基礎數據
2.1. 操作條件
塔頂壓力 常壓
進料熱狀況 泡點進料
回流比 R=1.4Rmin
塔底加熱蒸汽壓力
單板壓降≤0.7kPa
2.2. 基礎數據
進料中苯含量（質量分數）28%
塔頂苯含量（質量分數）97%
塔釜苯含量（質量分數）1%
生產能力（萬噸/年）8.0
3. 精餾塔的物料衡算
3.1. 原料液及塔頂、塔頂產品的摩爾分率
苯的摩爾質量 MA = 78.11 kg/kmol
甲苯的摩爾質量MB = 92.13kg/kmol
xF==0.314
xD==0.974
xW==0.012
3.2. 原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量
MF= 0.314×78.11+（1-0.314）×92.13=87.73 kg/kmol
MD= 0.974×78.11+（1-0.974）×92.13=78.47 kg/kmol
MW= 0.012×78.11+（1-0.012）×92.13=91.96 kg/kmol
3.3. 物料衡算
生產能力F= 11111.12/87.73=126.65kmol/h
總物料衡算 126.65=D+W
苯物料衡算 126.65×0.314=0.974D+0.012W
聯立解得
D=39.76kmol/h
W=86.89kmol/h
塔頂產品苯的回收率η= 39.76×0.9744/126.65×0.314=97.42%
4. 塔板數的確定
4.1. 理論塔板層數NT的求取
苯—甲苯屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數。
4.1.1. 繪t-x-y圖和x-y圖
由手冊[1]查的苯-甲苯物系的氣液平衡數據
表一 苯—甲苯氣液平衡（101.3KPa）
溫度/℃ 110.6 106.1 102.2 98.6 95.2 92.1
氣相組成 0.0 0.212 0.370 0.500 0.618 0.710
液相組成 0.0 0.088 0.200 0.300 0.397 0.489
溫度/℃ 89.4 86.8 84.4 82.3 81.2 80.2
氣相組成 0.789 0.853 0.914 0.957 0.979 1.00
液相組成 0.592 0.700 0.803 0.903 0.950 1.00
由上數據可繪出和t-x-y圖和x-y圖。
4.1.2.最小回流比及操作回流比的確定
采用作圖法求最小回流比。因為是泡點進料，則xF =xq，在圖二中對角線上，自點（0.314，0.314）作垂線即為進料線（q線），該線與平衡線的交點坐標為
yq = 0.518 xq=0.314
故最小回流比為...
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