二 工藝計算及主體設備設計 - 下載本文

2.3 精餾塔的工藝條件及有關物性數據的計算

2.3.1 操作壓力計算

塔頂操作壓力PD? 4+101.3=105.3 kPa

每層塔板壓降 △P=0.7 kPa

進料板壓力PF=105.3+0.7×19=118.6 kPa 塔底操作壓力Pw= 105.3+0.7×31=127.0 kPa

精餾段平均壓力 P m1 =(105.3+118.6)/2=111.9 kPa

提餾段平均壓力P m2 =(118.6+127.0)/2 =122.8 kPa

2.3.2 操作溫度的計算

依據操作壓力,由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度,其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由安托尼方程計算,計算過程略。計算結果如下: 塔頂溫度 tD?80.94℃

進料板溫度 tF?97.13℃

塔底溫度 tw?109.18℃

精餾段平均溫度tm=( 80.94+97.13)/2 = 89.03℃ 提餾段平均溫度tm=(97.13+109.18)/2 =103.15℃

2.3.3 平均摩爾質量計算

塔頂平均摩爾質量計算 由y1?xD = 0.992, x1?y1y=0.981 1?y1??(1?y1)y1?2.475(1?y1)MV,Dm?0.992?78.11?(1?0.992)?92.13?78.22kg/kmol

ML,Dm?0.981?78.11?(1?0.981)?92.13?78.38kg/kmol

進料板平均摩爾質量計算

由上面理論板的算法,得yF=0.478, xF=0.275

MV,Fm?0.478?78.11?(1?0.478)?92.13?85.43kg/kmol

ML,Fm?0.275?78.11?(1?0.275)?92.13?88.27kg/kmol

塔底平均摩爾質量計算

由xw?0.014,由相平衡方程,得yw?0.033

MV,Wm?0.033?78.11?(1?0.033)?92.13?91.67kg/kmol

ML,Wm?0.014?78.11?(1?0.014)?92.13?91.93kg/kmol

精餾段平均摩爾質量

78.22?85.43?81.82kg/kmol

278.38?88.27?83.32kg/kmol

2MVm?MLm?提餾段平均摩爾質量

MVm?91.67?85.43?88.55kg/kmol

291.93?88.27?90.10kg/kmol

2MLm?2.3.4 平均密度計算

1)氣相平均密度計算 精餾段的平均氣相密度

由理想氣體狀態方程計算,即

?Vm?PmMVm111.9?81.82??3.04 kg/m3 RTm8.314?(89.03?273.15)提餾段的平均氣相密度

PmMVm122.8?81.82??3.21 kg/m3 RTm8.314?(103.15?273.15)?Vm?2)液相平均密度計算 液相平均密度依下式計算,即

1/?Lm??ai/?i

塔頂液相平均密度的計算 由tD?80.94℃,查手冊得

?A?813.2kg/m3,?B?808.2 kg/m3

塔頂液相的質量分率

aAD?0.981?78.11?0.978

78.381/?Lm?0.9780.022,?Lm?814.99 kg/m3 ?813.2808.2進料板液相平均密度的計算

由進料板溫度 tF?97.13℃,查手冊得

?A?795kg/m3,?B?793.9kg/m3

進料板液相的質量分率

0.275?78.11aAF??0.243

88.271/?Lm?0.2430.757?,?Lm?794.3kg/m3 795793.9塔底液相平均密度的計算 由tW?109.18℃,查手冊得 ?A?779.1kg/m3,?B?780.9kg/m3 塔底液相的質量分率

0.014?78.11aAW??0.012

91.930.0140.986?,?Lm?781.25kg/m3 779.1780.9814.99?794.3?804.6 kg/m3 精餾段液相平均密度為 ?Lm?2781.25?794.3?787.8 kg/m3 提餾段液相平均密度為?Lm?21/?Lm?2.3.5 液體平均表面張力計算

液相平均表面張力依下式計算,即

塔頂液相平均表面張力的計算 由tD?80.94℃,查手冊得

?A?21.1mN/m,?B?21.6mN/m

?L,Dm?0.981?21.1?0.019?21.6?21.1mN/m

進料板液相平均表面張力的計算 由tF?80.94℃,查手冊得

?A?19.1mN/m,?B?19.8mN/m

?L,Fm?0.275?19.1?0.725?19.8?19.6 mN/m

塔底液相平均表面張力的計算 由 tW?109.18℃,查手冊得

?A?17.6mN/m,?B?18.5mN/m

?L,Wm?0.014?17.6?0.986?18.5?18.5 mN/m

精餾段液相平均表面張力為

?Lm?21.1?19.6?20.4 mN/m 2提餾段液相平均表面張力為

?Lm?18.5?19.6?19.1 mN/m 22.3.6 液體平均粘度計算

液相平均粘度依下式計算,即

?Lm??xi?i

塔頂液相平均粘度的計算 由 tD?80.94℃,查手冊得

?A?0.305mPa.s,?B?0.309mPa.s

?L,Dm?0.981?0.305?0.019?0.309?0.305mPa.s

進料板液相平均粘度的計算





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