苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务书

故最小回流比为： Rmin?xD?yqyq?xq?0.997?0.930?0.25

0.930?0.702取操作回流比为：

R?1.5Rmin?1.5?0.25?0.38

1.000ad0.800e0.600by0.4000.2000.0000.000xwc0.2000.400xFx0.6000.800xD1.000图1 x-y图

（3）求精馏塔的气、液相负荷。

L?RD?0.38?166.86?63.41kmol/h

V?(R?1)D?(0.38?1)?166.86?230.27kmol/h

L'?L?F?63.41?351.94?415.35kmol/h V'?V?230.27kmol/h

（4）求操作线方程

精馏段操作线方程为 yn?1?Rxxn?D?0.275xn?0.7 R?1R?1 5

L'W提镏段操作线方程为 ym?1?'xm?'xw?1.804xm?0.00241

L?WL?W（5）图解法求理论板数

采用图解法求理论板数，如图1所示。求解结果为

总理论板数 NT?11 进料板位置 NF?5 3.2实际板数的求取 （1）求全塔效率

进料状况为泡点液体，则Rmin?把Rmin1xD?(1?xD)[?] ??1xF1?xF?0.25 xD?0.986 xF?0.702代入上式中得 ??5.57

?0.245全塔效率公式ET?0.49(??L)

?L??xi?L,i?0.702?0.16?0.298?0.205?0.173

把?L、?代入全塔效率公式得，E?0.494 （2）精馏段实际板数 N精?4?9

0.494提镏段实际板数 N提?

10-9?10

0.4944.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

4.1操作压力的计算

塔顶操作压力 PD?101.3?4?105.3kPa 每层塔板压降 ?p?0.7kPa 进料板压力

PF?105.3?0.7?10?112.33kPa

塔底操作压力 PW?105.3?0.7?20?119.33kPa 精馏段平均压力 Pm1?(105.3?112.33)/2?108.83kPa 提镏段平均压力 Pm2?(119.33?112.33)/2?115.83kPa 4.2操作温度的计算

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表1 苯-氯苯Antoine常数数据表 A 6.01907 6.06832 6.3607 氯苯 6.10416 6.62988 oB 1204.682 1236.034 1466.083 1431.83 1897.41 C -53.072 -48.99 -15.44 -55.515 5.21 温度范围（K） 279-377 353-422 420-521 335-405 405-597 苯 ①假设塔顶的泡点温度t?82.1C，则纯组分的饱和蒸气压为

olgpA?6.06832?opA?107.75kPa对苯

1236.034?2.03242 ?48.99?82.1?273.15对氯苯

olgpB?6.10416?opB?21.24kPa1431.83?1.32715 ?55.515?82.1?273.15代入泡点方程和露点方程，得

?p?pB105.3?21.24x????0.972 ?pA?pB107.75?21.24p?107.75y?Ax??0.972?0.994?xD

p105.3故假设正确，塔顶温度为tD?82.1C

②假设塔顶的进料板温度t?90.46?C，则纯组分的饱和蒸气压为

o对苯

lgp?A?6.06832?p?.93kPaA?1371236.034?2.1397 ?48.99?90.46?273.15

对氯苯

?lgpB?6.10416??pB?28.628kPa1431.83?1.4578 ?55.515?90.46?273.15代入泡点方程和露点方程，得

?p?pB105.3?28.628 x????0.702?xF ?137.93?28.628pA?pB假设正确，故进料板温度为tF?90.46?C

7

③假设塔底的泡点温度t?132C，则纯组分的饱和蒸气压为

olgpA?6.06832?opA?396.16kPao对苯

1236.034?48.99?132?273.15

对氯苯

olgpB?6.62988?opB?108.17kPa1897.415.21?132?273.15

代入泡点方程，得

op?pB105.3?101.42 x?o??0.013?xw o396.16-101.42pA?pB假设正确，故塔底温度为tW?132oC

精馏段平均温度 tm1?(82.1?90.46)/2?86.3?C 提馏段平均温度 tm2?(132?90.46)/2?111.2?C 全塔平均温度 tm?(82.1?132)/2?107.0?C 4.3平均摩尔质量的计算

（1）塔顶平均摩尔质量的计算

由xD?y1?0.986，查平衡曲线（见图1），得x1?0.960

MVDm?0.986?78.11?(1?0.986)?112.56?78.6kg/kmol MLDm?0.960?78.11?(1?0.960)?112.56?79.49kg/kmol

（2）进料板平均摩尔质量的计算

由图解理论板得yF?0.890，查平衡曲线，得xF?0.650

MVFm?0.890?78.11?(1?0.890)?112.56?81.90kg/kmol MLFm?0.650?78.11?(1?0.650)?112.56?90.18kg/kmol

（3）塔底平均摩尔质量的计算

由图解理论板得yn?0.013，查平衡曲线，得xn?0.009

MVWm?0.003?78.11?(1?0.003)?112.56?112.46kg/kmol MLWm?0.001?78.11?(1?0.001)?112.56?112.53kg/kmol

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