[精品]正戊烷—正己烷混合液的常压连续筛板蒸馏塔设计毕业论文(2)

2019-01-18 20:54

50?tF50-48?

0.5757-0.44890.5?0.448940?tD40-35 ?1.0410-0.82310.97?0.8231

=49.19℃

: =36.63℃

: =62.52℃

故 塔顶与塔底平均温度T=49.58℃ 步骤二:由内插关系式求粘度:

表2 各组分的粘度与温度的关系

温度T℃ μ60 40

正戊烷

(mPa·s) μ0.172 0.199

正己烷

(mPa·s) 0.217 0.255

L

查表2并根据内插关系计算塔顶与塔底平均温度下的液相黏度μ

?A??下??上??下10(t?t下)?0.199?0.172?0.199(48.41?40)?0.51101110?B??下??上??下10(t?t下)?0.255?0.217?0.255(48.41?40)?0.651952 10故 lg??xAlg?A?(1?xA)lg?B

?(1?0.5757)?lg0.651952 =0.5757?lg0.511011=-0.2467

得 μL=0.56665 mPa·s

表3 各组分的相对挥发度与温度的关系 温度T℃

36.63 62.52

相对挥发度 3.11 2.709

平均挥发度 2.9095

所以 塔效率ET=0.49(αμL)-0.245

= (2.90950.56665)-0.245

=0.4335

精馏段实际板层数 NP(精)=50.4335≈12 提留段实际板层数 NP(提)=30.4335≈7

总实际板层数 NP= NP(精)+ NP(提)=12+7=19

3.4操作压力的计算

塔顶操作压力 pD?p当地?p表?101.33?4?105.33kPa 每层塔板压降

进料板压降 pF?105.33?0.7?12?113.73kPa 塔底压降 pw?105.33?0.7?19?118.63kPa 精馏段平均压降 =(105.33+113.73)2=109.53 kPa 提馏段平均压降 pm'?113.73?118.63?116.18kPa

23.5操作温度的计算

1 塔顶温度:36.63℃

计算如下:根据表1各组分的饱和蒸汽压与温度的关系数据

T=

40?tD40?35?求得T=36.63℃

1.0410?0.82310.97?0.82312 塔釜温度:同上用内插法可求得:62.52℃

3 加料板温度:50.15℃

计算如下:根据加料板, =36.63℃时 X=0.97 , =62.52℃时 X=0.03

的数据由内插法可以得: 0.97?0.030.479?0.03? →求得T=50.15℃

62.52?36.6362.52?T4精馏段温度:43.39℃

计算如下: T=(36.63+62.52)2 =43.39℃ 5 提馏段温度:56.34℃(同4的求法) 6 全塔温度:49.58℃

计算如下:T=(50.15+62.52)2 = 49.58℃

3.6平均摩尔质量计算

1.塔顶气、液混合物平均摩尔质量:由xD=y1=0.97和相平衡方程,得 x1=0.916

MVDm=0.97×72+0.03×86= 72.42kgkmol MLDm=0.916×72+0.084×86=73.18kgkmol

进料板气、液混合物平衡摩尔质量:由图解理论板(见图1),得xF=0.479,根据相平衡方程,得yF=0.731

MVFm=0.731×72+0.269×86=75.77 kgkmol MLFm=0.479×72+0.521×86=79.29 kgkmol a.精馏段气、液混合物平均摩尔质量: MVm=(72.42+75.77)2= 74.10kgkmol MLm=(73.18+79.29)2=76.24 kgkmol

塔釜气、液混合物平均摩尔质量:由x=0.03和相平衡方程,得

MVDm=0.084×72+0.916×86=84.82 kgkmol MLDm=0.03×72+0.97×86=85.58kgkmol b.提馏段气、液混合物平均摩尔质量: MVm=(84.82+75.77)2= 80.30kgkmol MLm=(85.58+79.29)2=82.44 kgkmol

3.7平均密度计算

3.7.1气相平均密度 由理想气体状态方程计算,即

精馏段的气相平均密度: ρ

Vm=

109.53?74.103

?3.08kgm

8.314??43.39?273.15?

提馏段的气相平均密度:

Vm=

ρ

116.18?81.913

?3.47kgm

8.314??56.34?273.15?3.7.2液相平均密度 液相平均密度计算公式:

表4 各组分的液相密度与温度的关系

温度(℃) 正戊烷(kgm3) 正己烷(kgm3)

0 645.9 675.1 10 636.2 666.2 20 626.2 657.2 30 616 648.1 40 605.5 638.9 50 594.8 629.5 60 583.7 620 70 572.2 610.2 80 560.3 600.2 90 547.9 589.9 100 535 579.3

①塔顶液相平均密度 塔顶温度:℃

由表4数据,根据内插法可得:

塔顶液相的质量分数为

?A?0.97?72?0.964

0.97?72?0.03?86?L,Dm?10.964612.46?0.036642?613.48kg/m3

②进料板液相平均密度 进料板温度:tF=49.19℃ 由表4数据,根据内插法可得:

进料板液相的质量分数为

?A?0.479?72?0.435

0.479?72?0.521?86?L,Fm?10.435595.67?0.565630.26?614.73kg/m3

a.精馏段液相平均浓度为

ρ

3

Lm=(613.48+614.73)2=614.11 kgm

同理可得:①釜液温度:℃ 由表4数据,根据内插法可得:

塔釜液相的质量分数为

?A?0.03?72?0.025

0.03?72?0.97?86?L,Dm?0.025580.81?0.975?616.56kg/m3

617.53b.提馏段液相平均浓度为

ρ

3

Lm=(616.56+614.73)2=615.65 kgm

3.8精馏段、提馏段的液体平均表面张力计算

液相平均表面张力计算公式: σ

Lm=

表5 各组分的表面张力与温度的关系

温度(℃)

0 10 20 30 40 50

正戊烷(10)

18.2 17.1 16 14.92 13.85 12.8

-3正己烷(10)

20.1 19.06 18.02 17 15.99 14.99

-3


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