化工原理課程設(shè)計(jì)--苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-01-01 09:05 本頁面
【正文】 流體力學(xué)驗(yàn)算………………………………………………21三、塔板負(fù)荷性能圖……………………………………………………22第四節(jié)篩板塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表…………………………………27第五節(jié)板式塔的結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備的計(jì)算…………………………………29一、塔體結(jié)構(gòu)……………………………………………………………29二、附屬設(shè)備的計(jì)算……………………………………………………30 五、評述及有關(guān)有關(guān)問題的分析討論……………………………………………34六、參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………35— —第1節(jié) 設(shè)計(jì)方案的確定及流程說明一、 裝置流程的確定精餾裝置包括精餾塔、原料預(yù)熱器、蒸餾釜（再沸器）、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將于熱帶走。在此過程中，熱能利用率很低，為此，在確定裝置流程時(shí)應(yīng)考慮余熱的利用，注意節(jié)能。另外，為保持塔的操作穩(wěn)定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免受泵操作波動(dòng)的影響。塔頂冷凝裝置根據(jù)生產(chǎn)情況以決定采用分凝器或全凝器。一般，塔頂分凝器對上升蒸汽雖有一定增濃作用，但在石油等工業(yè)中獲取液相產(chǎn)品時(shí)往往采用全凝器，以便于準(zhǔn)確的控制回流比。若后繼裝置使用氣態(tài)物料，則宜用分凝器?？傊_定流程時(shí)要較全面、合理地兼?zhèn)湓O(shè)備、操作費(fèi)眼睛操作控制及安全諸因素。二、操作壓強(qiáng)的選擇精餾操作可在常壓、減壓和加壓下進(jìn)行。操作壓強(qiáng)長取決于冷凝溫度。一般，除熱敏性物料以外，凡通過常壓蒸餾不難實(shí)現(xiàn)分離要求，并能用江河水或循環(huán)水將餾出物冷凝下來的系統(tǒng)，都應(yīng)采用常壓蒸餾；對熱敏性物料或混合液沸點(diǎn)過高的系統(tǒng)則宜采用減壓蒸餾；對常壓下餾出物的冷凝溫度過低的系統(tǒng)，需提高塔壓或采用深井水、冷凍鹽水作為冷凝劑；而常壓下呈氣態(tài)的物料必須采用加壓蒸餾。 ℃ ，而將其加熱到102℃ 以上就會(huì)發(fā)生聚合，故苯乙烯應(yīng)采用減壓蒸餾；脫丙烷丙烯塔操作壓強(qiáng)提高到1765kP a時(shí)，冷凝溫度約50 ℃，便可用江河水或循環(huán)水進(jìn)行冷凝冷卻，則運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用減少；石油氣常壓呈氣態(tài)，必須采用加壓蒸餾分離。三、 進(jìn)料熱狀態(tài)的選擇進(jìn)料熱狀態(tài)已進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù) q 表達(dá)，即 有五種進(jìn)料狀態(tài)，即 q 時(shí)，為低于泡點(diǎn)溫度的冷卻進(jìn)料； q= 為泡點(diǎn)下的飽和液體；q=0 為露點(diǎn)下的飽和蒸汽；1q0 為介于泡點(diǎn)與露點(diǎn)間的汽液混合物；q0 為高于露點(diǎn)的過熱蒸汽進(jìn)料。在供熱量一定情況下，熱量應(yīng)盡可能由塔底輸入，使產(chǎn)生的氣液回流在全塔發(fā)揮作用，即宜冷進(jìn)料。但為使塔的操作穩(wěn)定，免受季節(jié)氣溫影響，精、提餾段采用相同塔徑以便于制造，則常采用飽和液體進(jìn)料，但需增設(shè)原料預(yù)熱器。若工藝要求減少塔釜加熱量避免釜溫過高、料液產(chǎn)生聚合或結(jié)焦，則應(yīng)采用氣態(tài)進(jìn)料。四、加熱方式蒸餾大多采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。有時(shí)也可采用直接蒸汽，例如蒸餾釜?dú)堃褐兄饕M分是水，且在低濃度下輕組分的相對揮發(fā)度較大時(shí)（如乙醇和水的混合物）宜用直接蒸汽加熱，其優(yōu)點(diǎn)可以利用壓強(qiáng)較低的加熱蒸汽以節(jié)省操作費(fèi)用，并省掉間接加熱設(shè)備。但由于直接蒸汽的加入，對釜內(nèi)溶液起一定稀釋作用，在進(jìn)料條件和產(chǎn)品純度、輕組分收率一定的前提下，釜液濃度相應(yīng)降低，故需在提餾段增加塔板已達(dá)到生產(chǎn)要求。五、 回流比的選擇選擇回流比，主要從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，力求使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)用之和最低。一般經(jīng)驗(yàn)值R =（ ～ ）式中 R — 操作回流比；— 最小回流比。 對特殊物系與場合，則應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選定回流比。在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，也可參考同類生產(chǎn)的 R 經(jīng)驗(yàn)值選定。必要時(shí)可選若干個(gè) R 值 ， 利用吉利蘭圖 （ 簡捷法 ） 求出對應(yīng)理論板 數(shù)N ， 作出 N — R 或 N （ R+1 ） — R 曲線 ， 從中找出適宜操作回流比 R 。 也可作出 R 對精餾段操作費(fèi)用的關(guān)系圖，從中確定適宜回流比 R 。第2節(jié) 塔的工藝計(jì)算一、 主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：(1) 苯和甲苯的物理性質(zhì)項(xiàng)目分子式分子量M沸點(diǎn)，℃臨界溫度，℃臨界壓強(qiáng)，Pc,kPa苯A甲苯B－(2) 常溫下苯 — 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)溫度，℃液相中苯的摩爾分率，x氣相中苯的摩爾分率,y(3) 飽和蒸氣壓 苯、甲苯的飽和蒸氣壓可用 Antoine 方程求算，即式中 t——物系溫度，℃； －－飽和蒸汽壓，； A、B、C－－Antoine常數(shù)，其值見附表：組分ABC苯甲苯(4) 苯與甲苯的液相密度溫度t,℃80
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