乙苯苯乙烯

分别确定。根据独立变量的指定方案,显然可区分为如表1.1所示的4类泡、露点计算问题。原则上这4个方程是封闭的,联立求解便可获得唯一解。因方程(1 3a)和(1 3b)的非线型性,所以必须采用试差法进行。

表1 四类泡、露点计算问题

计算类型指定变量求解变量泡点 t

X 和P Y 和t 泡点 P X 和t Y 和P 露点 t Y 和P X 和t 露点 P

Y 和t

X 和P

2试差过程

由于在一般情况下,精馏计算系统的压力已经被确定。因此,以露点 t 问题为例介绍其试差过程。分析上述4个方程,在试差过程中,若为露点问题,初始物理量则可假定为温度t 或液相组成x 。显然具有两种试差过程,由图1和2

乙苯苯乙烯

予以具体说明。

图1 试算过程1

乙苯苯乙烯

示意图

图2 试算过程2示意图

3计算示例

以乙苯一苯乙烯二元理想体系为计算示例。3.1 露点 t 的计算

精馏操作条件:塔板压力P =8kPa,气相组成y =0.595(乙苯摩尔分数)。求算:此时的蒸气温度t 和平衡液相组成x 。

表2 乙苯和苯乙烯的安托因系数

组分A B C 乙苯 6.082401424.225213.206苯乙烯

6.08232

1445.580

209.430

首先,建立EXCEL 工作簿,把t 、P 0

a 、P 0

b 、x 、y 和f (t )=y -y 0等变量符依次写于A 列。然后,输

入初始值t 0=50于B1,在B2、B3、B4、B5和B6中依次输入和运行公式(1-3a)、(1-3b)、(1-2)、(1-1a)和 =y -y 0 。EXCEL 首次计算的P 0a 、P 0b 、x 、y 和f (t )结果如表3所示。

因为,f (t ) 0,启动工具菜单中的 单变量求解 。以B6为目标单元格,目标值=0,以B1为可变单元格。 确定 后,EXCEL 自动试差计算。计算结果如表4所示。

蒸气温度t =65.31 ,液相组成X =0.51

乙苯苯乙烯

表3 EXCEL 首次 表4 EXCEL 最终 计算结果 计算结果

3.2 减压下塔板压力对相对挥发度的影响

在蒸馏操作中,塔板压力对物系的泡、露点影响很大。降低操作压力,可使体系的泡、露点降低。对于一些高沸点混合物的分离,工业上多选择减压精馏。在乙苯催化脱氢合成苯乙烯工艺中,其脱氢产物便是采用减压精馏进行分离的。常压下,乙苯的沸点为136.2 ,苯乙烯的沸点为145.2 ,两者沸点十分接近,所需塔板数多达75块(实际塔板数)。另外,苯乙烯在较高温度下容易自聚,其聚合速度随温度的升高而加快。为了减少聚合反应的发生,在实际生产中除了添加阻聚剂以外,还需要把塔釜温度控制在90

乙苯苯乙烯

以下。

图3 总压对相平衡的影响

5

曹玲等 基于EXCEL 分析减压精馏对乙苯 苯乙烯相平衡的影响 2005.Vol.19,No.1

化工时刊

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