修改(7)

吉林化工学院化工原理课程设计

2.1.2冷凝剂

选冷却水，温度20℃，温升15℃。

原因：冷却水方便易得，清洁不易结垢，升温线越高，用水量越小，但平均温差小，传热面积大，综合考虑选择15℃。 2.2蒸发潜热衡算

表2—1苯—甲苯的蒸发潜热与临界温度

物质

沸点0C

80.1 110.63

蒸发潜热KJ/Kg

394 363

临界温度TC/K

288.5 318.57

苯 甲苯

2.2.1 塔顶热量

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

其中 IVD?ILD?XD ??HVA(1??X)D??H1?Tr20.38 ?HV2??HV1?()

1?Tr1VB则: tD?80.40C8 苯:

Tr2?(80.48?273.15)/288.5?1.23Tr1?(80.1?273.15)/288.5?1.22 蒸发潜热?HV2??HV1?(

1?Tr20.381?1.230.38)?394?()?400.71kJ/kg 1?Tr11?1.22甲苯:

Tr2?(80.48?273.15)/318.57?1.11Tr1?(110.63?273.15)/318.57?1.2 蒸发潜热?HV2??HV1?(

1?Tr20.381?1.110.38)?363?()?289.23kJ/kg 1?Tr11?1.226

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MD?44.7k9gm/olD?MD?D?44.79?78.3?9'351kJ1.0k9g

/IVD?ILD?XD??HVA?(1?XD)??HVB ?0.98?400.71?(1?0.98)?289.23

?386.92kJ/kgQC?(R?1)?D'?(IVD?ILD) ?3.78?3511.09?386.92

?5.14?106kJ/kg2.2.2 塔底热量

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

其中 IVD?ILD?XD ??HVA(1??X)D??H1?Tr20.38 ?HV2??HV1?()

1?Tr1VB则: tW?109.0C6 苯:

Tr2?(109.6?273.15)/288.5?1.33Tr1?(80.1?273.15)/288.5?1.22 蒸发潜热?HV2??HV1?(

1?Tr20.381?1.330.38)?394?()?454.28kJ/kg 1?Tr11?1.22甲苯:

Tr2?(109.6?273.15)/318.57?1.2015Tr1?(110.63?273.15)/318.57?1.2047 蒸发潜热?HV2??HV1?(

1?Tr20.381?1.20150.38)?363?()?360.83kJ/kg 1?Tr11?1.2047

MW?91.8k8gm/olD'?MW?W?91.88?55.2?1507kJ2.6k9g/27

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IVD?ILD?(1?XD)??HVB?XD??HVA?(1?0.02)?360.83?0.02?454.28?344.53kJ/kgQC?(R?1)?D'?(IVD?ILD) ?3.78?5072.69?344.53

?6.61?106kJ/kg2.3焓值衡算

由前面的计算过程及结果可知：塔顶温度tD?80.48℃，塔底温度tw?109.6℃，进料温度

tF?99.20℃。

tD?80.48℃下: Cp1=99.14KJ/(kmol?K) Cp2=124.36KJ/(kmol?K)

Cp??CP1?xD?CP2?(1?xD)

?99.14?0.92?124.36?0.08?101.16KJ/(kmol?K)

tw?109.6℃下：CP1?106.93KJ/(kmol?K) CP2?133.50KJ/(kmol?K)

CPW?CP1?xW?CP2?(1?xW)

?106.93?0.05?133.50?0.95 ?132.17 KJ/(kmol?K)

tD?80.48℃下：?1?393.18KJ/kg ?2?378.63KJ/kg

???1xD??2(1?xD)?393.18?0.92?378.63?0.08 ?392.02KJ/kg塔顶MD?M1xD?M2(1?xD)?78.11?0.92?92.13?0.08?79.23kg/kmol (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

?117.71?101.16?81.25?117.71?393.02?79.23?4623530.45KJ/h28

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(2)回流液的焓QR

注：此为泡点回流，据t-x-y图查得此时组成下的泡点tD,用内插法求得回流液组成下的tD’， tD’=80.5℃。得到此温度下：CP1=99.14KJ/(kmol?K) CP2=124.36KJ/(kmol?K)

CP?CP1?xD?CP2?(1?xD)

?99.14?0.92?124.36?0.08

?101.16KJ/(kmol?K)注：回流液组成与塔顶组成相同。

'QR?L?CP?tD

?83.69?101.16?80.5

?689985.50KJ/h

(3)塔顶馏出液的焓QD

因馏出口与回流口组成一样，所以CD?101.16KJ/(kmol?K)

?QD?D?CD?tD

?34.02?101.16?81.25?279618.89KJ/h

(4)冷凝器消耗的焓QC

QC=QV-QR-QD

=4623530.45-689985.50-279618.89 =3653925.96KJ/h

(5)进料口的焓QF

tF?99.20℃下：CP1=103.70KJ/(kmol?K) CP2=129.71KJ/(kmol?K)

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

?103.70?0.389?129.71?(1?0.389)

?119.59KJ/(kmol?K)所以 QF?F?CP?tF

29

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?80?119.59?96.35

?921799.72KJ/h(6)塔底残液的焓QW

QW?W?CW?tW

?45.98?132.17?108.0

?656335.07KJ/h(7)再沸器QB(全塔范围内列衡算式) 塔釜热损失为10%，则?=0.9

设再沸器损失能量Q损=0.1QB，QB+QF=QC+QW+Q损+QD 加热器实际热负荷

0.9QB=QC+QW+QD-QF

=3653925.96+656335.07+279618.89-921799.72 =3668080.20

QB=3668080.20/0.9=4075644.72KJ/h

项目 平均比热 kJ/(kmol?K) 进料 119.59 冷凝器 — 塔顶馏出液 101.16 塔底残液 132.17 再沸器 — 热量kJ/h

921799.72 3653925.96 279618.89 656336.07 4075644.72 30

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