年处理5万吨分离苯–甲苯混合液的浮阀板式精馏塔的工艺设计(2)
1.任务及操作条件
1.1 设计任务
苯和甲苯浮阀板式精馏塔工艺设计
1.2 操作条件
（1） 混合液处理量（苯和甲苯）处理量：5万吨/年；
（2） 进塔甲苯的质量分率0.5；
（3） 平均操作温度94℃；
（4） 平均操作压力101.3KPa。
2 设计方案的确定
本设计任务为分离苯一甲苯混合物。由于苯和甲苯属于易分离物系，所以对于物料的操作环境没有特殊的要求，可以在常压下操作[6]。对于二元混合物的分离，一般采用的是采用连续精馏流程进行分离。设计中采用泡点进料，原料从预热器的热浸泡后蒸馏。塔上升的蒸汽和冷凝水冷凝，冷凝液的部分温度低于泡点回到塔底，冷却器冷却后，其余送往储罐。由于对象是易于分离和较小的最小回流，操作回流比为最小回流比操作两倍。塔底设置再沸器应采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐由于精馏过程的重复部分的蒸发和冷凝的原理，热效率较低，但很多塔顶冷凝器释放的热量不能直接用于精馏塔的底部，在设计中把其热量作为低温热源产生低压蒸汽作为原料预热器的热源之一，充分利用了能量。
3 全塔的物料衡算
3.1 原料液及塔顶塔底产品含苯的摩尔分率
苯和甲苯的相对摩尔质量分别为78kg/kmol和92kg/kmol 原料液中苯的质量分率为 50% 塔顶苯的含量应不低于0.96，塔底苯的含量应不高于0.08；则:
原料液含苯的摩尔分率
进料的平均摩尔质量为 则
有题意可知又有全塔物料衡算得 及
联立式（1）～（4），得到
3.2原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量
由上面的公式可知
原料液的平均摩尔质量：
塔顶液的平均摩尔质量：
塔底液的平均摩尔质量：
3.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率
依设计给条件：一年以365天，一天以24小时计算，得
全塔物料衡算：
进料液：
总物料衡算：
苯物料衡算：
联立解的 W=34.437
D=27.843
3.4塔板数的确定
由于在理想系统提供图形化的方法被称为迈克布莱德蒂利方法苯和甲苯的系数，简称M-T法[7]，本设计所采用的方法是，最小理论板数计算的方法，以便于减少作图带来的误差。
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