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精餾塔課程設計論文
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  • 課程設計 (1)1. 流程和工藝條件的確定和說明
    本設計任務為分離苯—甲苯混合物。對于二元混合物的分離,應采用連續精餾流程。設計中采用泡點進料,將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔內。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝,冷凝液在泡點下一部分回流至塔內,其余部分經產品冷凝冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系,最小回流比較小,故操作回流比取最小回流比的1.4倍。塔釜采用間接蒸汽加熱,塔底產品經冷卻后送至儲罐。

    2. 操作條件和基礎數據
    2.1. 操作條件
    塔頂壓力 常壓
    進料熱狀況 泡點進料
    回流比 R=1.4Rmin
    塔底加熱蒸汽壓力
    單板壓降≤0.7kPa
    2.2. 基礎數據
    進料中苯含量(質量分數)28%
    塔頂苯含量(質量分數)97%
    塔釜苯含量(質量分數)1%
    生產能力(萬噸/年)8.0

    3. 精餾塔的物料衡算
    3.1. 原料液及塔頂、塔頂產品的摩爾分率
    苯的摩爾質量 MA = 78.11 kg/kmol
    甲苯的摩爾質量MB = 92.13kg/kmol
    xF==0.314
    xD==0.974
    xW==0.012
    3.2. 原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量
    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
    生產能力F= 11111.12/87.73=126.65kmol/h
    總物料衡算 126.65=D+W
    苯物料衡算 126.65×0.314=0.974D+0.012W
    聯立解得
    D=39.76kmol/h
    W=86.89kmol/h
    塔頂產品苯的回收率η= 39.76×0.9744/126.65×0.314=97.42%
    4. 塔板數的確定
    4.1. 理論塔板層數NT的求取
    苯—甲苯屬理想物系,可采用圖解法求理論板層數。
    4.1.1. 繪t-x-y圖和x-y圖
    由手冊[1]查的苯-甲苯物系的氣液平衡數據
    表一 苯—甲苯氣液平衡(101.3KPa)
    溫度/℃ 110.6 106.1 102.2 98.6 95.2 92.1
    氣相組成 0.0 0.212 0.370 0.500 0.618 0.710
    液相組成 0.0 0.088 0.200 0.300 0.397 0.489
    溫度/℃ 89.4 86.8 84.4 82.3 81.2 80.2
    氣相組成 0.789 0.853 0.914 0.957 0.979 1.00
    液相組成 0.592 0.700 0.803 0.903 0.950 1.00
    由上數據可繪出和t-x-y圖和x-y圖。



    4.1.2.最小回流比及操作回流比的確定
    采用作圖法求最小回流比。因為是泡點進料,則xF =xq,在圖二中對角線上,自點(0.314,0.314)作垂線即為進料線(q線),該線與平衡線的交點坐標為
    yq = 0.518 xq=0.314
    故最小回流比為...
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