化工专业毕业设计(8)

查得到物料不同温度下的比热容，用内差法求取T均?307.89K?34.74?C?时的比热容：

查参考书[5] 查参考书[2] 查参考书[2] 查参考书[1]

p437得 CPVC?22.321cal/mol?K?93.454KJ/Kmol?K 得 CPEDC?17.86cal/mol?K?74.769KJ/Kmol?K 得 CPC2H2?10.36Kcal/mol?K?43.367KJ/Kmo?lK

ppp2?2842?283331得 CPH2O?4.174KJ/kg?K?75.132KJ/Kmo?lK

设计过程，物料从0℃上升到69.48℃时，吸收的热量（即釜液出料焓）：

HWVC??342.63273.15CPVCdT?6493.18KJ/Kmol CPEDCdT?5194.95KJ/Kmol CPCHdT?3013.14KJ/Kmol

22HWEDC??22342.63273.15HWCH??HWHO??2342.63273.15342,63273.15CPHOdT?5220.17KJ/Kmol

2?(nWiHWi)?0.3047?6493.18?0.8588?5194.95?0.19098?5220.17 ?7436.84KJ/h（三）已知塔顶出料温度为24.85℃ 查参考书[3] p得：

163理想气体热容方程式

CP?A?BT?CT2?DT3(cal/mol?K)

0 查参考书[3] p得到物性参数和相应温度下的汽化潜热列表如下：

168组成 A B C -3.669×10-5 -1.196×10-6 -4.896×10-5 D 1.14×10-8 3.373×10-9 1.505×10-8 ?Hi(cal/mol,273.15K)4.823×10-2 1.81C2H2 6.406 ×10-2 6.439EDC 2.979 ×10-2 VC 1.421 4781 2516 7563 查得

?Hi(cal/mol,298K) 4479.9 1582.4 7271.3 注：?Hi(cal/mol)由【5】P283 P395P437内插

36

设计过程，物料从0℃上升到24.85℃时，吸收的热量（即塔顶出料焓）：

HDVC??HVC????HVC??298273.15298273.150CPdTVC(1.421?4.823?10?2T?3.669?10?5T2?1.14?10?8T3)dT

?4781?309.785?5090.785cal/mol?21314.099KJ/Kmol同理得：

HDEDC??HEDC??22298273.150CPdT?8100.2755cal/mol?33914.23KJ/Kmol EDCHDCH??HC2H2??298273.150CPdT?2803.17cal/mol?11736.30KJ/Kmol GH22?(nDiHDi)?74.3123?21314.099?0.0431?33914.23?0.0002?11736.30 ?1585363.77KJ/h(四)求Q移出

已知塔顶温度为24.85℃.

根据已经求出的最小回流比Rm=0.0615，得回流比：

R?7.8?Rm?7.8?0.0615?0.479

Q移出???HiDR?(4479.9?74.3123?1582.4?0.0002?7271.3?0.0431)?0.479?159614.96Kcal/h?668275.91KJ/h

（五）Q损失?Q釜加热?8% （六）Q釜加热

由热量公式 ?nFiHFi??Q釜加热??nDiHDi??nWiHWi?Q移出?Q损 将所得数据带入得：

168418.99?Q釜加热?1585363.77?7436.84?668275.91?Q釜加热?8%

得出：Q釜加热?2274627.7KJ/h 釜加热水温度t1?90?c t2?90?752?82.5

查得82.5?c时CPH2O?4.19825KJ/kg?K?75.5685KJ/Kmol?K得

nH2O?Q釜加热CPHO?T2?2274627.7?2006.7Kmol/h

75.5685?15 37

第五章 高沸塔设计的基础数据

一、操作温度：

T塔顶?T进料24.85?25.14 T精???24.9950C?298.145K

22T塔底?T进料69.48?25.14T提???47.310C?320.46K

22二、操作压力：

P=0.25MPa(表压)=250+101.325=351.325Kpa=0.351325Mpa 三、气液相组成： 进 料 Y% X% (气相(液相摩尔摩尔组成) 组成) 塔 底 出 料 Y% X% (气相（液相 摩尔摩尔 组成) 组成） —— 塔 顶 出 料 Y%(气相摩尔组成) 2.69? 10-4 X% (气相摩尔组成) 2.023?10?5 组成 W% Kmol/h W% Kmol/h W% Kmol/h 1.093 2.640.0003.53? ? C2H2 —— —— —— -32 ?10 -5-410 10 74.610.304VC 98.05 99.89 98.56 17.71 64．95 7 7 0.9010.1030.858EDC 1.887 1.191 79.09 26.94 9 5 8 0.0720.1900.0020.190H2O 0.252 3.198 1.221 28 98 276 98 75.711.354∑ 100 100 100 100 100 08 48 四、密度的计算：

（一）液体密度?L的求取： 1.精馏段： T=24.975℃ 查参考书[2] 查参考书[5] 查参考书[5] 查参考书[1]

1.1860.000-42 ?10 22.50 99.91 74.31 99.94 99.40 63.40 14.10 100 0.0924 —— 100 0.0431 —— 74.3556 0.05796 —— 100 0.6751 —— 100 pppp283得： ?C2H2?0.3784g/cm3 得: ?VC?0.9032g/cm3 得： ?EDC?1.1675g/cm3 得： ?H2O?0.99695g/cm3

437395331根据上面的表格数据 ： 得出精馏段平均质量分数：

38

xC2H21.093?10?6?1.119?10?60.9805?0.9991??1.106?10?6 xVC??0.9898

220.000924?0.018770.0007228?0.009847 xH2O??0.0003614

22?xB??xNxEDC?1?L1?xA?A?B?N

1.106?10?60.98980.0098470.0003614???? ?L0.37840.90321.16750.99695解方程得： ?L?905.2kg/m3

2.提馏段：T=47.31℃ 查参考书[2] 查参考书[5] 查参考书[5] 查参考书[1]

pppp2833） ?C2H2?0.1208g/cm（由表中数据外推得到

437 ?VC?0.8616g/cm3

395?EDC?1.133g/cm3 ?H2O?0.9892g/cm3

331根据上面的表格数据 ：

得出提馏段平均质量分数：

xC2H21.093?10?60.9805?0.1771??5.465?10?7 xVC??0.5788

220.0007228?0.031980.01877?0.7909?0.01635 ?0.4048 xH2O?22xBxNxEDC?

1?L1?xA?A??B???N

?L5.465?10?70.57880.40480.01635????

0.37860.86161.1330.9892解方程得： ?L?956.4kg/m3 （二）、气相密度?g的求取：

1.精馏段 同质量分数一样，气相摩尔分数取平均值：

39

yC2H2?1.8995?10?5 yVC?0.99915

yEDC?0.0008073 yH2O?1.138?10?5 MV??Miyi?1.8995?10?5?26?0.99915?62.5?0.0008073?99?1.138?10?5?18 ?62.527g/mol由公式?g?PMV351325?62.527??8.8617kg/m3 RT8.314??24.995?273.15?2.提馏段 同质量分数一样，气相摩尔分数取平均值： yC2H2?1.765?10?5 yVC?0.8242

yEDC?0.13522 yH2O?0.0061664

MV??Miyi?1.765?10?5?26?0.8242?62.5?0.13522?99?0.0061664?18 ?65.0098g/mol由公式?g?PMV351325?65.0098??8.5719kg/m3 RT8.3145??273.15?47.31?五、表面张力的计算：

（一）精馏段表面张力计算： 首先求精馏段的液相摩尔分数：

xC2H2?1.421?10?6 xVC?0.9898 xEDC?0.0093305 xH2O?0.00126 查不同温度下的各物料的表面张力，用内差法求取 T=24.995℃时物料的表面张力： 查参考书 [5] 查参考书 [5] 查参考书 [5] 查参考书 [1]

?3p ?CH?1.061?10N/m

28322?3p ，?VC?15.54?10N/m

437?3p ，?EDC?24.11?10N/m

395p331 ，?H2O?71.90?10?3N/m

?m??xi?i?（1.421?10?6?1.061?0.9898?15.54?0.0093305?24.11?0.00126?71.90）?10?3?15.61?10?3N/m（二）提馏段表面张力计算： 首先求提馏段的液相摩尔分数： xC2H2?1.32?10?6

xVC?0.6053

xEDC?0.322955

40

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