2精馏塔的工艺计算

2精馏塔的工艺计算

2.1精馏塔的物料衡算

2.1.1基础数据

（一）生产能力：

10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。

（二）进料组成：

乙苯 212.6868Kmol/h ;苯 3.5448 Kmol/h;甲苯 10.6343Kmol/h。（三）分离要求：

馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。

2.1.2物料衡算（清晰分割）

以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。

X

HK，D 0.01 X LK，W 0.005

表2.1 进料和各组分条件

编号组分f i /kmol/h f i /%

1 苯 3.5448 1.5625

2 甲苯10.634

3 4.6875

3 乙苯212.6868 93.7500

总计226.8659 100

由《分离工程》P65式3-23得:

LK

F1

Z X LK ,w

i 1 （式 2.

1）

226.8659

0.015625 0.046875 0.005

1 0.01 0.005 X

HK ,D

X

LK ,W 13.2434Kmol/h

W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h

2 W

X 2，W

213.6225 0.005 1.0681 Kmol/h

d2f2 210.6343 1.0681 9.5662 Kmol/h

d a D X3, D 13.2434 0.01 0.132434 Kmol/h

3 f3 d3 212.6868 0.13243

4 212.5544 Kmol/h

表2-2 物料衡算表

编号组分f i/kmol/h 馏出液d i 釜液i

1 苯 3.5448 3.5448 0

2 甲苯10.634

3 9.5662 1.0681

3 乙苯212.6868 0.132

4 212.5544

总计226.8659 13.2434 213.6225 2.2精馏塔工艺计算

2.2.1操作条件的确定

一、塔顶温度

纯物质饱和蒸气压关联式(化工热力学P199):

In (P S/P C) (1 x) 1 (Ax Bx1.5 Cx3 Dx6)

x 1 T/T C

表2-3 物性参数

组份相对分子质量临界温度T C临界压力P 苯78 562.2 48.9 甲苯92 591.8 41.0 乙苯106 617.2 36.0

注：压力单位0.1Mpa,温度单位K 名称 A B

表2-3饱和蒸苯-6.98273 1.33213 -2.62863 -3.33399

汽压大联式甲苯-7.28607 1.38091 -2.83433 -2.79168 数据

乙苯-7.48645 1.45488 -3.37538 -2.23048

以苯为例，x 1 T/T c 1 318.15/562.2 0.434

ln( Ps p) (1 0.434) 1

(6.98273 0.434 1.33213 0.4341'5 2.62863 0.4343 3.33399 0.4346) 5.1

S 0

P exp( 5.1) 48.9 0.2974 0.1MPa P a

同理，可得P0 0.0985 0.1MPa

露点方程：0器-，试差法求塔顶温度

i 1 P i P

表试差法结果统计

故塔顶温度=1055C

、塔顶压力塔顶压力P顶1.013 0.1Mpa

三、塔底温度

n

故塔底温度=136 C 四、塔底压力 塔底压力P 底1.013 0.1Mpa 五、进料温度

进料压力为P 进1.013 0.1Mpa ，

n

泡点方程： P i 0

X i p

i 1

试差法求进料温度

故进料温度=133 C 六、相对挥发度的计算 据化学化工物性数据手册，用内插法求得各个数据

t 顶 105.5 C,苯 5.961 甲苯 2.514 乙苯 1；

泡点方程:

P i X i p

i 1

试差法求塔底温度

t 底136 c,甲苯

1.96

乙苯

1 ；

t 进133 C, 苯 4.38 甲苯1.97 乙苯1

综上，各个组份挥发度见下表

组份 进料温度133

塔顶温度105.5

塔底温度136 平均相对挥发度

苯 4.38 5.961

5.1705

甲苯 1.97 2.514 1.96 2.148 乙苯

1

1

1

1

据清晰分割结果，计算最少平衡级数

lg((沁)D (独)W ) lg (皿 212.5544

) 比m

汽說

1324

6

?26

2.2.2塔板数的确定 —、最小回流比R min

本设计为泡点进料，即饱和液体进料，q=1

试差法求得 2.3

则最小回流比

二、实际回流比

根据混合物分离的难易程度，取实际回流比为最小回流比的 1.2倍

则 R=1.2 R min =1.2 为.304=1.565

由恩特伍德公式:

i (x

i,D

)

m

R min

i X

i

i X i i

5.1705 0.015625

5.1705

2.148 0.046875

2.148

i

( X i ，D ) m 5.1705 0.2677 5.1705 2.3

2.148 0.7223 1 0.01〔〔 304 2.148 2.3 1 2.3