常压精馏塔的设计

常压精馏塔分离CS2-CCl4混合物。处理量为4000kg/h，组成为0.3（摩尔分数，下同），塔顶流出液组成0.95，塔底釜液组成0.025。

设计条件如下：

操作压力 4kpa（塔顶表压）；

进料热状况 自选； 回流比 自选； 单板压降 ≤0.7kpa； 全塔效率 Et=52%； 建厂地址 陕西宝鸡。

试根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。 【设计计算】

（一） 设计方案的确定

本设计任务为分离CS2-CCl4混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。

设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送到储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.4倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 （二） 精馏塔的物料衡算 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率

MCS2=76 kg/kmol MCCl4=154 kg/kmol MF=0.3*MCS2+0.7*MCCl4

=0.3*76+0.7*154=130.6kg/kmol F=4000130.6kmol/h=30.63 kmol/h XF=0.3 XD=0.95 XW=0.025 总物料衡算 F=D+W

CS2的物料衡算 F*XF=D*XD+W*XW 即 30.63=D+W

30.63*0.3=0.95D+0.025W 联立解得 D=9.12 kmol/h W=21.51 kmol/h （三） 塔板数的确定

1． 理论塔板层数NT的求取

CS2-CCl4属理想物系，可采用图解法求理论版层数。

① 由手册查得CS2-CCl4的气液平衡数据，绘出x---y图，见图如下：

CS2-CCl4的气液平衡数据 x（摩尔分数） y（摩尔分数） 0.0000 0.0296 0.0615 0.1106 0.1435 0.2580 0.3908 0.5318 0.6630 0.0000 0.0823 0.1555 0.2660 0.3325 0.4950 0.6340 0.7470 0.8290