化工原理課程設(shè)計(jì)---分離苯—甲苯混合液的浮閥板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-01-03 13:39 本頁面
【正文】 保持塔的穩(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。塔頂冷凝器可采用全凝器、分凝器全能器連種不同的設(shè)置。在這里準(zhǔn)備用全凝器，因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確的控制回流比。此次設(shè)計(jì)是在常壓下操作。 因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)采用間接加熱，所以需要再沸器?；亓鞅仁蔷s操作的重要工藝條件。選擇的原則是使設(shè)備和操作費(fèi)用之和最低。在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要選定回流比。本設(shè)計(jì)采用連續(xù)精餾操作方式。常壓操作。20℃進(jìn)料。間接蒸汽加熱。選R=2Rmin。塔頂選用全凝器。選用浮閥塔。在此使用浮閥塔，浮閥塔塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩者的優(yōu)點(diǎn)，其突出優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)氣體的流量自行調(diào)節(jié)開度，這樣就可以避免過多的漏液。另外還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，制造方便，塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)。浮閥塔一直成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備，其多用不銹鋼板或合金 。近年來所研究開發(fā)出的新型浮閥進(jìn)一步加強(qiáng)了流體的導(dǎo)向作用和氣體的分散作用，使氣液兩相的流動(dòng)接觸更加有效，可顯著提高操作彈性和效率。從苯—甲苯的相關(guān)物性中可看出它們可近似地看作理想物系。而且浮閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負(fù)荷的變動(dòng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)，因而在較寬的氣體負(fù)荷范圍內(nèi)，均能保持穩(wěn)定操作。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時(shí)間長(zhǎng)，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。第一章 塔板的工藝設(shè)計(jì)（1）苯的摩爾質(zhì)量：甲苯的摩爾質(zhì)量：=（2）原料液平均摩爾質(zhì)量：=（+）==（+）=MF =+() 92=（3）物料衡算原料液流量：F=200001000/（）=總物料衡算： 即D+W=即+ =解得：D=，W= 由文獻(xiàn)[1]中苯與甲苯的汽液平衡組成可以找出算出。如表16 苯—甲苯（）的txy相平衡數(shù)據(jù)苯摩爾分?jǐn)?shù)溫度℃苯摩爾分?jǐn)?shù)溫度℃液相氣相液相氣相===同理可算出其它的從而推出所以平衡線方程因?yàn)?，查表知：，?所以q線方程為：y=。和平衡線方程聯(lián)立求得：取操作回流比。 L=RD ==V=(R+1)D=(+1) =L+qF =+ =精餾段操作線方程為：提餾段操作線方程為： 同理可算出如下值：所以第七塊為進(jìn)料板 所以總理論板數(shù)為12塊（不含再沸器），第7塊板上進(jìn)料。由苯甲苯體系的tx（y）圖可知對(duì)應(yīng)的溫度為塔底溫度，查得為℃。同理可查得：℃，由它們的安托因方程[2] 平均塔溫為℃。由經(jīng)驗(yàn)式[3]式中，μ—相對(duì)揮發(fā)度；—加料液體的平均粘度；及μ為塔頂及塔底平均溫度時(shí)的數(shù)值?！姹降恼扯龋?。 甲苯的粘度：。加料液體的平均粘度：厘泊。精餾段實(shí)際板層數(shù)提餾段實(shí)際板層數(shù)(不含再沸器)查苯甲苯體系的tx（y）圖可知：精餾段平均溫度：提餾段平均溫度： 操作壓強(qiáng)塔頂壓強(qiáng) =取每層塔板壓降ΔP=，進(jìn)料板壓強(qiáng)： =+12=塔底壓強(qiáng)：=+24= kPa 精餾段平均操作壓力： 提餾段平均操作壓力：精餾段平均摩爾分?jǐn)?shù)精餾段平均摩爾質(zhì)量 提餾段平均摩爾分?jǐn)?shù) 提餾段平均摩爾質(zhì)量： （1）氣相平均密度計(jì)算理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即精餾段氣相密度：提餾段氣相密度：（2）液相平均密度計(jì)算由式 求相應(yīng)的液相密度。對(duì)于塔頂：,查表化工原理[14]得下列數(shù)據(jù)對(duì)于進(jìn)料板：，查表求得下列數(shù)據(jù)對(duì)于塔底：，查表求得下列數(shù)據(jù) 精餾段平均密度：提餾段平均密度：液體表面張力σM=由查手冊(cè)得由℃ 查手冊(cè)得 由查手冊(cè)得精餾段平均表面張力： 提餾段平均表面張力： 精餾塔工藝尺寸的計(jì)算精餾段氣液相體積流率為精餾段 提餾段 （1） 精餾段塔徑計(jì)算由（其中）由課程手冊(cè)108頁圖51查得，其橫坐標(biāo)為： 選板間距，取板上液層高度 = ，故以為橫坐標(biāo)查圖51得到，因，很接近，故無需校正，即，則空塔速度為故塔徑（2）提餾段塔徑計(jì)算其中的C20查圖求得，圖的橫坐標(biāo)為查圖51得到，則空塔速度為故塔徑 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為。根據(jù)上述精餾段和提餾段塔徑的計(jì)算，可知全塔塔徑為。塔截面積為以下的計(jì)算將以精餾段為例進(jìn)行計(jì)算：空塔氣速 精餾段有效高度為提餾段有效高度為因塔徑D=、弓形降液管、凹形受液盤及平直堰，不設(shè)進(jìn)口堰。各項(xiàng)計(jì)算如下：（1）溢流堰長(zhǎng)，即（2）溢流堰堰高h(yuǎn)w查1－10[1]圖得，取E=，則取板上清液層高度 故（3）降液管的寬度Wd和降液管的面積由，查圖得計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間故降液管設(shè)計(jì)合理。（4）降液管底隙高度h0－56計(jì)算降液管底
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