相对挥发度及有关参数的设计思路与详细步骤:
1、 查“纯物质物性的计算”中甲苯—乙苯 乙苯—苯乙烯 安托尼方程式中的A、B、C,(模板已经提供,可直接参考)
①例甲苯—乙苯 甲苯 乙苯 ②例乙苯—苯乙烯 乙苯 苯乙烯
2、列安托尼方程式:
lnP*=A-B/C+T
B或lnPSA (安托因方程)
CT式中P*---饱和蒸汽压 T----绝对温度k
3、将任务书的操作压力即绝压(数据即任务书中,不需要加减计算)直接代入安托因方程式中:
①甲苯—乙苯组求出各自操作压力(常压101.325kpa)下对应的温度T,如:
甲苯:T=383.87K, 乙苯:T=409.3427K
A 16.0173 16.0195 B 3096.52 3279.52 C -53.67 -59.95 A 16.0195 16.0193 B 3279.47 3328.57 C -59.95 -63.72 ②乙苯—苯乙烯组求出各自操作压力(负压39kpa)下对应的温度T,如:
T乙苯=392.139K , T苯乙烯=400.8K
注:压力kpa单位需要换算成毫米汞柱进行计算。
4、甲苯—乙苯组在求出各自操作压力下将对应温度T由低到高分为6至7段: T(K) 383 387 391 396 401 405 409 乙苯—苯乙烯组在求出各自操作压力下将对应的温度T由低到高分为6至7段: T/k 392.139 393.1 394.1 395.1 396.1 397.1 398.1 399.1 400.8
5、再将分为6段或7段中各自的温度分别代入安托尼方程式中,可以对应
*求出各自的饱和蒸汽压Pa*和Pb,并进行列表。
① 例甲苯—乙苯 T(K) P甲 P乙 00383 767.6087 353.5106 387 835.1405 400.2435 391 932.4376 451.7966 396 1066.2271 523.5460 401 121.5023 604.0735 405 1344.2508 675.3069 409 1484.4 753.0104 ②例乙苯—苯乙烯 t/k 392.139 393.1 394.1 395.1 396.1 397.1 398.1 399.1 400.8 467.404 480.920 495.268 509.995 525.053 540.503 556.240 572.378 602.206 Pa* * Pb359.279 370.073 381.337 393.350 405.410 417.799 430.437 443.412 467.404 PPB06、依据操作压力,由泡点方程XA0求出XA (此方程式自《化工单元操作与过0PAPB程》张新战老师主编的169页,下去查书,先明白定义,再代数据),并列表。
其中P-----为汽相的总压,①甲苯—乙苯组P=101.325kpa;②乙苯—苯乙烯
组P=39kpa。 ①例甲苯—乙苯 T(K) P甲 P乙 x 00383 767.6087 353.5106 1.0 387 835.1405 400.2435 09651 391 932.4376 451.7966 0.7106 396 1066.2271 523.5460 0.52 401 121.5023 604.0735 0.5112 405 1344.2508 675.3069 0.3265 409 1484.4 753.0104 0 ② 例乙苯—苯乙烯 T/k 392.139 393.1 394.1 395.1 396.1 397.1 398.1 399.1 400.8 467.404 480.920 495.268 509.995 525.053 540.503 556.240 572.378 602.206 Pa* * Pb359.279 370.073 381.337 393.350 405.410 417.799 430.437 443.412 467.404 1 0.9 0.7 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 x
7、塔顶温度及对应饱和蒸汽压与相对挥发度三者的确定,应用内插法。 例甲苯—乙苯步骤如下:
① 求塔顶温度:
因为:XD=0.9563 又因为 XD∈[0.7106,0. 9651] 所以列内插法 0.9561-0.7106 387-391
=
0.9563-0.7106 TD =114 0C (即塔顶泡点温度)
TD391同理,可求出TW=135℃,TF =128℃。
②求塔顶各组分的饱和蒸汽压,再次代入应用安托尼方程式: P甲苯eP
0乙苯0
(16.01733096.52)387.138353.67=7072342mmHg =405.4031mmH
e(16.01953279.47)387.138359.95③求塔顶的相对挥发度:
D= p甲苯 = 707.2342 =1.7445
P乙苯405.4031F= p甲苯 = 1232.0855 =2.007
P乙苯613.6866
W= p甲苯 = 1459.1190 =1.9747
P乙苯738.9146 ④求平均相对挥发度:
m== 1.74451.9745 =1.856 DW ⑤列相平衡方程式: yq=
mxm1.85600.4853 = =0.63
1(1.85601)0.48531(m1)xq ⑥由相平衡方程式计算出x与y的对应值,并列表: T(K) P甲 P乙 00383 767.6087 353.5106 387 835.1405 400.2435 2.0866 09651 0.9827 391 932.4376 451.7966 2.0683 0.7106 0.8337 396 1066.2271 523.5460 2.0105 0.52 0.7878 401 121.5023 604.0735 2.0021 0.5112 0.6720 405 1344.2508 675.3069 1.9906 0.3265 0.4974 409 1484.46 753.010 1.9710 2.1714 x y 1.0 1.0 0 0
⑦求最小回流比: Rmin=
XDyqyqxq =
0.95630.63 =2.1171
0.630.4853⑧求操作回流比: R=(1.2~2)Rmin
注:后面内容不再概述。