安徽理工大学 化工原理课程设计

第3章 塔板数的确定

3.1.理论板数NT的确定

由Xp?XF?0.642 查得： yP?0.839

Rmin?xD?yP0.983?0.839??0.73yP?xP0.839?0.642

R?1.4Rmin?1.4?0.73?1.022L?RD?1.022?106.85?109.2kmol/hV?(R?1)D?(1.022?1)?106.85?216.05kmol/h

L??L?F?109.2?165.81?275.01kmol/hV??V?216.05kmol/h精馏段操作线方程

y?LD109.2106.85x?xD?x??0.983?0.505x?0.486 VV216.05216.05提馏段操作线方程

y??L?W275.0158.96x??xW?x???0.024?1.273x??0.006 V?V?216.05216.05y根据相对挥发度的求取得：x??????1?y?y

2.92?1.92yy1?xD?0.983 x1?0.9515

y2?0.966 x2?0.906

y3?0.943 x3?0.849

y4?0.915 x4?0.786

y5?0.883 x5?0.721 y6?0.850 x6?0.660?xf y7?0.834 x7?0.632

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y8?0.798 x8?0.575 y9?0.726 x9?0.476 y10?0.599 x10?0.338

y11?0.424 x11?0.201

y12?0.196 x12?0.077

y13?0.092 x13?0.023?xw

精馏段有5块塔板，第6块为进料板，全塔共有13块理论板。

3.2.实际板数的确定

全塔效率为ET=0.52

精馏段实际板数： N(精)＝NT(精)/ET(精) 全塔实际板数： N?NT/ET 即：全塔板数为N=13/ 0.52=25（块）

第4章 精馏塔的工艺条件及有关物性数据

4.1.操作压力的计算

.325?4?105.325kPa 塔顶操作压力 PD?101每层塔板压降 ?P?0.7kPa

进料板压力 PF?105.325?0.7?12?113.725k Pa精馏段平均压力

Pm1?(105.325?113.725)/2?109.525kP

塔底操作压力 PF'?112.325k PaPw'?112.325?12?0.7?120.725kPa

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提馏段平均压力

Pm2?(112.325?120.725)/2?116.525kPa

4.2.密度的计算

1?aA?aB已知：混合液密度：

?L?A?B (a质量分率，M为平均相对分子质量)，不同

温度下正戊烷和正己烷的密度见表2.

?Vm?混合气体密度：

pmMVmRTm

精馏段：t1 =40.485℃时，液相x1=0.77气相y1=0.90

（1?0.9）?64.04kg/kmol 液相：ML1?72?0.77?86?气相：MV1?72?0.9?86?(1?0.77)?84.58kg/kmol 提留段：t2?55.965℃时，液相x2=0.28气相y2=0.52 液相：ML1'?72?0.28?86?(1?0.52)?61.44kg/kmol 气相：MV1'?72?0.52?86?(1?0.28)?99.36kg/kmol tD =36.47℃时

60?4036.47?40? ?苯?601.6kg/m3

583.7?605.5?A?605.560?4036.47?40?620.0?638.9?B?638.9 ?B?641.3kg/m3

tF=55.965℃时

60?4055.965?40? ?A'?588.1kg/m3

583.7?605.5?A'?605.560?4055.965?40? ?B'?623.9kg/m3

620.0?638.9?B'?638.9精馏段气相平均密度

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?Vm1?精馏段

pm1MVm1109.525?84.58??3.54kg/m3RTm18.314?(41.28?273.15)

提留段平均气相密度

?Vm2?提馏段

pm2MVm2116.525?99.36??4.23kg/m3RTm28.314?(56.3?273.15)

精馏段液相平均密度

1?L1?0.77?72/[0.77?72?(1?0.77)?86]1?0.74?601.6641.3

?L1?613.3kg/m3

提留段的液相平均密度

1?V1?0.28?72/[0.28?72?(1?0.28)?86]1?0.25?588.1623.9

?V1?614.3kg/m34.3.表面张力的计算

精馏段的平均温度t1 =40.485℃时的表面张力

60?4040.485?40? ?A?13.80mN/m

11.76?13.85?A?13.8560?4040.485?40? ?B?15.93mN/m

13.228?15.99?B?15.99?m??A?B13.80?15.93??14.23mN/m

?AxB??AxA13.80?(1?0.77)?15.93?0.77提留段的平均温度t2?55.965℃的表面张力

60?4055.965?40? ?A'?12.18mN/m

11.76?13.85?A'?13.85 11