化工原理课程设计

沈阳工学院课程设计

7.4 漏液 ................................................................................................................. 14 7.5 泛液 ................................................................................................................. 15 8 塔板负荷性能图 ........................................................................................................ 15

8.1 漏液线 ............................................................................................................. 15 8.2 夜沫夹带线 ..................................................................................................... 16 8.3 液相负荷下限线 ............................................................................................. 16 8.4 液相负荷上限线 ............................................................................................. 16 8.5 液泛线 ............................................................................................................. 17 9 CUP-TOWER塔板工艺和结构设计中的应用 ........................................................... 19 设计总结 .......................................................................................................................... 24 致谢 .................................................................................................................................. 25 主要参考文献 .................................................................................................................. 26

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1 设计方案的确定

本设计任务为分离苯——甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝气冷凝，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至储罐。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2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品冷却后送至储罐。

1.1原始数据

混合物：苯和甲苯 处理量（kg/h):3700

料料组成（质量分数）：0.41 塔顶组成（质量分数）：0.96 塔底组成（质量分数）：0.02 操作压力（kpa）：4 回流比：2.5 单板压降：0.7kpa 全塔效率：50%

1.2 流程图

混合物从精馏塔中段进入，经过精馏段精馏后高浓度苯经塔顶冷凝器流出储存与苯储罐中，部分混合物经回流罐后回流至精馏塔。塔釜高浓度甲苯经塔釜再沸器流出储存于甲苯储罐中，其余混合物至提馏段提馏。

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2 精馏塔的物料衡算

2.1 原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数

苯的摩尔质量 MA=78.11kg/kmol 甲苯的摩尔质量 MB=92.13kg/kmol

0.41/78.11xF= ?0.4830.41/78.11?0.59/92.13

0.96/78.11?0.966xD=

0.96/78.11?0.04/92.13 xW=

0.02/78.11?0.024

0.02/78.11?0.98/92.132.2 原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔质量

MF=0.483×78.11+（1—0.483）×92.13=85.36kg/kmol MD=0.966×78.11+（1—0.966）×92.13=78.59kg/kmol MW=0.024×78.11+（1—0.024）×92.13=91.79kg/kmol 3）物料衡算

3700原料处理量 F= =43.04kmol/h

85.96总物料衡算 43.04=D+W

苯物料衡算 43.04×0.483=0.966D+0.024W 联立求得D=20.97kmol/h W=22.07kmol/h

3 塔板数的确定

3.1 理论板层NT的求取

相平衡方程 yn=

αxn

1?(α-1)xnyn或 xn= ? y n (a)

?????1?yn2.462?1.462yn

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