分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计(4)

苯:

Tr2?(82.27?273.15)/(288.5?273.15)?0.629Tr1?(80.1?273.15)/(288.5?273.15)?0.629 蒸发潜热?HV2??HV1?(甲苯:

1?Tr20.381?0.6330.38)?393.9?()?392.28kJ/kg 1?Tr11?0.629Tr2?(82.27?273.15)/(318.57?273.15)?0.601Tr1?(110.63?273.15)/(318.57?273.15)?0.649 蒸发潜热(

1?Tr20.381?0.6010.38)?363?()?381.12kJ/kg 1?Tr11?0.649 D'?MVDm?D?78.71?40.57?3193.26kJ/h

IVD?ILD?XD??HV1?(1?XD)??HV2?0.957?392.28?(1?0.957)?381.12?359.02kJ

QC?(R?1)?D'?(IVD?ILD)?(1.68?1)?3193.26?359.02?3.07?10kJ/h6

2.2.2 塔底热量

QC?(R?1)?D?(IVD?ILD)

其中 IVD?ILD?XD??HVA?(1?XD)??HVB ?HV2??HV1?(1?Tr20.38) 1?Tr1tW?1100C

苯:

Tr2?(109.9?273.15)/(288.5?273.15)?0.682Tr1?(80.1?273.15)/(288.5?273.15)?0.629 蒸发潜热?HV2??HV1?(甲苯:

1?Tr20.381?0.6820.38)?393.9?()?371.49kJ/kg 1?Tr11?0.629Tr2?(110?273.15)/(318.57?273.15)?0.648Tr1?(110.63?273.15)/(318.57?273.15)?0.649

蒸发潜热?HV2??HV1?(1?Tr20.381?0.6480.38)?363?()?363.39kJ/kg 1?Tr11?0.649

MLWm?91.93kg/kmolD?MLWm?W?91.93?33.35?3065.87kJ/hIVw?ILw?(1?XD)??HV2?XD??HV1'?(1?0.035)?363.39?0.035?371.49?337.67kJ/kg

QC?(R?1)?D'?(IVD?ILD)?(21.68?1)?3065.87?337.67?2.78?10kJ/h2.3焓值衡算

6

由前面的计算过程及结果可知：塔顶温度tD?81.4℃，塔底温度tw?110℃，进料温度

tF?95.58℃。

温度℃ 苯 kJ/(kmol?k) 甲苯kJ/(kmol?k) tD?81.4℃下:

用内插法计算的：Cp1?99.45kJ/(kmol?k) Cp2?124.72kJ/(kmol?k)

0 72.7 93.3 50 89.7 113.3 100 104.8 131.0 150 118.1 146.6 Cp?CP1?xD?CP2?(1?xD)?99.45?0.957?124.72?(1?0.957)?100.54kJ/(kmol?k)

tw?110℃下：

CP1?107.43kJ/(kmol?k) Cp2?134.08kJ/(kmol?k)

Cp?CP1?xW?CP2?(1?xW)

?107.43?0.035?134.08?(1?0.035)?133.15kJ/(kmol?k)

tD?82.27℃下：

?1?390.09KJ/kg ?2?380.03KJ/kg

???1xD??2(1?xD)?390.09?0.9744?380.03?(1?0.9744)?392.73KJ/kgtw?110℃下：

?1?371.5KJ/kg ?2?361.2KJ/kg ???1xD??2(1?xD)?371.5?0.0094?361.2?(1?0.0094)?361.3KJ/kg(1)0℃时塔顶气体上升的焓QV 塔顶以0℃为基准。

QV?V?CP?tD?V???MD

?108.73?100.54?82.87?108.73?389.57?78.71?4.24?106KJ/h

(2)回流液的焓QR

回流液组成与塔顶组成相同。

QR?L?CP?tD

?68.16?100.54?82.27?5.64?105KJ/h

(3)塔顶馏出液的焓QD

'QD?D?CD?tD

?40.57?100.54?82.27?3.34?105KJ/h

(4)冷凝器消耗的焓QC QC=QV-QR-QD

?4.24?106?5.64?105?3.66?105?3.34?106kJ/h

(5)进料口的焓QF

tF?92.28℃下：

CP1?102.47kJ/(kmol?k)CP2?128.27kJ/(kmol?k)

CP?CP1?xF?CP2?(1?xF)

?102.47?0.541?128.27?(1?0.541)?114.31KJ/(kmol?K)

所以 QF?F?CP?tF

?73.92?114.31?92.28?7.795?10KJ/h (6)塔底残液的焓QW

5QW?W?CW?tW?33.35?133.15?110?4.88?105KJ/h

(7)再沸器QB

QB?V'?MW??m'??(R?1)?D?(q?1)F???m'??(1.68?1)?40.57??91.64?361.3?3.6?10kJ/h6

项目 平均比热 进料 114.15 冷凝器 — 塔顶馏出液 100.54 塔底残液 133.15 再沸器 — kJ/(kmol?K) 热量kJ/h

7.795?105 3.34?106 3.36?10 54.88?105 3.6?106 第三章 辅助设备

3.1冷凝器的选型

本设计冷凝器管壳式冷凝器

原因：因本设计冷凝器与被冷凝气体走管间，对于蒸馏塔的冷凝器，一般选管壳式冷凝器，螺旋板式换热器，以便及时排出冷凝液。冷凝水循环与气体之间方向相反，当逆流式流入冷凝器时，起液膜减少，传热系数增大，利于节省面积，减少材料费用。 取进口（冷却水）温度为t1=20℃(夏季)

冷却水出口温度一般不超过40℃，否则易结垢，取出口温度t2?36℃。 泡点回流温度tD?80.27℃

被冷凝的气体的温度?80.27℃，冷凝水的平均温度? 各自对应的相关物性数据 项目 种类 混合气体 冷却后的混合液体 冷凝水 Cp(KJ/(kgK)) 1.226 1.820 4.176?10 W-11˙m℃ 3˙20?36?28oC。在此前提下， 2μ/Pa˙s 9.374?10 0.292?10 0.8360?10 -3-3-6ρ/(kg/m) 2.90 804.42 996.2 3λ?10/W˙m℃ -1130.167 0.143 61.386 13.1.1计算冷却水流量 Qc3.34?106Gc???5.0?104kg/h

CP?(t2?t1)4.176?(36?20)3.1.2冷凝器的计算与选型

冷凝器选择列管式，逆流方式。

?tm??t2??t1(82.27?36)?(82.27?20)??53.87oC ?t82.27?36lnln22.27?20?t1QC?KS?tm

取K=550W（/m2?℃）

QC3.34?106kJ/s2 ??31.31m2ooK??tm3600?0.55kW/(m?C)?53.87C按单管程计时，初步选定换热器

20

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计(4)在线全文阅读。