化工原理课程设计苯和甲苯.docx
化工原理课程设计说明书设计题目，设一甲笨分别过程基板式精程塔设计者：班级化工2009级（1）班姓名郑健学号2009071976日期2012年6月26日指导老师：（签名）设计成果I日期单位：石河子高校化学化工学院化工系书目1M的选舞及说明-4精馈原理精馈塔选定1IAaaMaaaaaaaMaaaBMaBaaaa>aaaM2Hjgtt<y原料顶和塔产品的平摩尔>>>aaaMaaaMaaaaaMaaMaaaMaaaMaa原塔和塔底部J摩小分率3JHt的定6Nr的666777相对挥发度的求取求最小同流比及操作回流比求精馆塔的气、液相负荷求操作线方程采纳逐板法求理论板层数4I1.Hi塔的工艺条件及有关物性效羯的计算.4.14.24.34.44.4.14.4.24.54.6掾作压力的计*掾作温度的计算.平均尔质H*算平均密度计算气树平均密度计汁液液平均密度计算“.液体平均表面裱力的计算a液体平均整度计算“一.910101011121313塔及塔板的工艺尺寸的设计计算塔径的设IHt算5.1.1精慵段：135.1,2梃馈段145.2塔的有效高度的计算塔的实际高度的计售*»»»»»»»*»»»»»»»»»»精馈段提怖段：««WM«»WWM«精慌段提慵段：6流体力学6.1.1 精慵段：206.1.2 提慵段：2162*wwwww>>>wwww*216.2.1 精馈段：216.2.2 提锦段：22<>.3w«»*226.3.1 精馆段226.3.2 提馈段：236.4体在1.i管内段时W的校核"“""i""""B”.“I236.4.1 精惆段：236.4.2 提播段6.>236.5.1 精怖段：236.5.2 提慵段：247塔板负替性图（以痴改为例25，X结粕汇总，9'FI1，极液沫夹带线液相负替下限线if2*负荷性能图及掾作弹性30小结饲流程。设计中采纳泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精镭塔内"塔顶上升蒸气采纳全凝器冷凝，冷凝液在泡点卜一部分加回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储揶。塔釜采纳间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2精值塔的物料衡算2.1 原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量甲苯的摩尔质量=92.13kgkmo1苯的摩尔质量b=78.HkgAmo1.Xo=0.94Xf-=0.6M,0.6×78.11+(1-0.6)x92.13=83.718kgkno1o=0.94×78.11+(1-0.91.)92.13=78.9512kgkmo1.2.2 原料液及塔顶和塔底的摩尔分率xt=0.6x1.,=0.94n=0.95f=6700kgh80.OSKmo1.Zh83.718n*Yn-S=0.94所以上48.02仙0"11F*Xr由物料衡算DXd+WXr=FXfF=D+W,所以W=32.01K1.h所以：XW=0.08992.3 物料衡算原料处理他总物料衡和“，83.718_2_=_6700_A。,O?KmOIj1R=1.7r,m=1.7×0.71=1.2071.1.1 求IIHi塔的气、液相负荷1.=RD=1.207×48.02=57.96kmoM)V=(R+1)D=2.207×48.02=105.98kmoKhE=1.+F=57.96+80.03=137.99kmo1.hV=V=I05.98kmon3.1.4 求掾作线方程精循段操作线方程为RXD1.2070.94八八y1=xn+=×X11+=0.547x11+0.426ER+1.nR+12.207"2.207"提储段操作线方程1.W137.99-:KZrA.=VV105.983201105.98X0.0899=1.302xrt,-0.0272(b)3.1.5 采纳逐板法求理论板层数axtf阻y由”=s得X=:,'1.+(a-1.)xf-(-1.)y将a=263代入得相平衡方程X=<c)a-(a-)y263-1.63y联立（八）、(b).(c)式，可自上而下逐板计算所需理论板数.因塔顶为全凝则,=巧,=0.94由(C)式求得第块板下降液体组成i=X=-=0.8562.63-1.63y1.2.63-1.63X0.94利用(a式计算其次块板上升蒸汽组成为y2=0.547.V1+0.426=0.547*0.856+0.426=0,894交普运用式（八）和式(c)直到x11x,然后改用式<b)和式(C)交替计算，直到XnMX,为止,4.2 操作温度的计重依据操作压力，由泡点方程通过试差法计兑出泡点温度，其中苯、甲苯的饱和蒸汽由安托尼方程计算，计算结果如下：塔顶温度=81.261。C进料板温度tr=90.65塔底温度tw=93.27精懒段平均温度提懒段平均温度zw=(81.264+90.65)/2=85.957=(90.65+93.27)/2=91.964.3 平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量的计算由理论板的计兑过程可知，X=X"=0.94,Xi=O.856Mmm=0.94x7X.1.1.+(1-0.94)x92.13=7X.95KgIm>1.Mutnt=0.856x78.11+(1-0.856)x92.13=80.1311r进料板平均摩尔质量的计算由理论板的计算过程可知，yf=0.792.Xf=0.591MVFIn=0.792x78.11+(1-0.792)x92.13=81.03Kgk"/Mtfm=0.591X78.11+(I-0.591)x92.13=83.84KXIkM塔底平均摩尔质量的计算有理论版计算过程可知%=yi=0.0899±=0.036Mvwm=0.0899X78.11+(1-0.0899)×92.1.3=90.87Kg/kmo1.Mw,n=0.036×78.11+(1-0.036)x92.13=91.63Kg/kmo1.精储段的平均摩尔质量为Mvi=(78.95+81.03)/2=79.99Kg/k三>M1.m=(8().13+83.84)/2=81.985KgIkw/提懒段的平均摩尔质圻为M'vi=(81.03+90.87)/2=85.95Kg!krArzJW=(83.84+91.63)/2=87.735Kg/uno1.4.4 平均密度计算4.4.1 气相平均密度计算由志向气体状态方程式计打，即精懒段气相平均密度M'103.4x79.99RT8.314×(S5.957+273.15)提循段气相平均密度PV二=2.87Ag/m'%101.3x85.95RTn,-8.314x(91.96+273.15)4.4.2 液相平均密度计算液相平均密度计算依下式计算，即:_1.=区+区P1.MP1.AP1.B塔顶液相平均箔度的汁克。由a=81.2MC.查液体在不同温度下的密度表得:0A=813.83Kgtnr/%=810305Kghni_=0.930.94×78.1.1.+0.06×92.13*=813.59Kg/加1二0.930.07pn813.83+810.305进料板液相平均密度的计算。由%=90.65。，查液体在不同温度卜的密度表得:PA=803.311Kaim'P11=SoO.86KgIm=0.560.6x78.110.6×78.H+0.4x92.13I0.560.44夕诋=80223心/=+pCF803.311W)0.86塔底液相平均密度的计算由w=93.27C,隹手册得PZ=8(X).35/m>ft=798.2m,0.0899x78.11a1.=0.07730.0899×78.11+0.9101×92.13塔底液相的质量分率Pcwm='=798.37依Ini'(0.07731800.35+0.9227/798.2)精储段的平均密度为:Pm=(813.59+802.23)/2=8()7.91Kg1.mi提馈段的平均密度为:=8Q2.23+798.37=w,24.5 液体平均表面张力的计算液相平均表面张力依下式计算，即：/n=rq÷1.塔顶液相平均表面张力的计算。由I“=8I.2N。，包液体表面张力共线图得:x=20.97mNhntt=21.43Af/inun=0.9420.97.+(I-0.94)×21.43=21.0()/nVzm进料板液相平均表面张力的计算。由
