精馏塔课程设计论文
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- 课程设计 (1)1. 流程和工艺条件的确定和说明
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。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。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。
2. 操作条件和基础数据
2.1. 操作条件
塔顶压力 常压
进料热状况 泡点进料
回流比 R=1.4Rmin
塔底加热蒸汽压力
单板压降≤0.7kPa
2.2. 基础数据
进料中苯含量（质量分数）28%
塔顶苯含量（质量分数）97%
塔釜苯含量（质量分数）1%
生产能力（万吨/年）8.0
3. 精馏塔的物料衡算
3.1. 原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率
苯的摩尔质量 MA = 78.11 kg/kmol
甲苯的摩尔质量MB = 92.13kg/kmol
xF==0.314
xD==0.974
xW==0.012
3.2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
MF= 0.314×78.11+（1-0.314）×92.13=87.73 kg/kmol
MD= 0.974×78.11+（1-0.974）×92.13=78.47 kg/kmol
MW= 0.012×78.11+（1-0.012）×92.13=91.96 kg/kmol
3.3. 物料衡算
生产能力F= 11111.12/87.73=126.65kmol/h
总物料衡算 126.65=D+W
苯物料衡算 126.65×0.314=0.974D+0.012W
联立解得
D=39.76kmol/h
W=86.89kmol/h
塔顶产品苯的回收率η= 39.76×0.9744/126.65×0.314=97.42%
4. 塔板数的确定
4.1. 理论塔板层数NT的求取
苯—甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。
4.1.1. 绘t-x-y图和x-y图
由手册[1]查的苯-甲苯物系的气液平衡数据
表一 苯—甲苯气液平衡（101.3KPa）
温度/℃ 110.6 106.1 102.2 98.6 95.2 92.1
气相组成 0.0 0.212 0.370 0.500 0.618 0.710
液相组成 0.0 0.088 0.200 0.300 0.397 0.489
温度/℃ 89.4 86.8 84.4 82.3 81.2 80.2
气相组成 0.789 0.853 0.914 0.957 0.979 1.00
液相组成 0.592 0.700 0.803 0.903 0.950 1.00
由上数据可绘出和t-x-y图和x-y图。
4.1.2.最小回流比及操作回流比的确定
采用作图法求最小回流比。因为是泡点进料，则xF =xq，在图二中对角线上，自点（0.314，0.314）作垂线即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为
yq = 0.518 xq=0.314
故最小回流比为...
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