化工原理課程設(shè)計-乙醇-水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計-文庫吧
2025-01-03 14:26 本頁面
【正文】 塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液?？芍?，單有精餾塔還不能完成精餾操作，還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時還要配原料液預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實現(xiàn)整個操作。浮閥塔與20世紀50年代初期在工業(yè)上開始推廣使用，由于它兼有泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點，已成為國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型，特別是在石油、化學工業(yè)中使用最普遍。浮閥有很多種形式，但最常用的形式是F1型和V4型。F1型浮閥的結(jié)果簡單、制造方便、節(jié)省材料、性能良好，廣泛應(yīng)用在化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標準（JB16868）內(nèi)，F(xiàn)1型浮閥又分輕閥和重閥兩種，但一般情況下都采用重閥，只有處理量大且要求壓強降很低的系統(tǒng)中，才用輕閥。浮閥塔具有下列優(yōu)點：生產(chǎn)能力大。操作彈性大。塔板效率高。氣體壓強降及液面落差較小。塔的造價低。浮閥塔不宜處理易結(jié)焦或黏度大的系統(tǒng)，但對于黏度稍大及有一般聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。精餾塔優(yōu)化設(shè)計計算在常壓連續(xù)浮閥精餾塔中精餾乙醇——水溶液，要求料液濃度為35%，產(chǎn)品濃度為90%，%。年生產(chǎn)能力40000噸/年操作條件：①直接蒸汽加熱 ②塔頂壓強：（絕對壓強）③進料熱狀況：泡點進料一 精餾流程的確定 乙醇——水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點后，用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。工藝流程圖見圖二 塔的物料衡算1. 查閱文獻，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù)1 和乙醇的物理性質(zhì)名稱分子式相對分子質(zhì)量密度 20℃沸 點℃比熱容(20℃)Kg/(kg.℃)黏度(20℃)導熱系數(shù)(20℃)/(m.℃)表面張力(20℃)N/m水998100乙醇789⑵常壓下乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)，見表常壓下乙醇—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù)如表1—6所示。表1—6 乙醇—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù)沸點t/℃乙醇摩爾數(shù)/%沸點t/℃乙醇摩爾數(shù)/%液相氣相液相氣相82乙醇相對分子質(zhì)量：46；水相對分子質(zhì)量：1825℃時的乙醇和水的混合液的表面張力與乙醇濃度之間的關(guān)系為：式中 σ——25℃時的乙醇和水的混合液的表面張力，N／m；x——乙醇質(zhì)量分數(shù)，％。其他溫度下的表面張力可利用下式求得 式中 σ1——溫度為T1時的表面張力；N／m；σ2——溫度為T2時的表面張力；N／m；TC——混合物的臨界溫度，TC＝∑xiTci ，K；xi——組分i的摩爾分數(shù)； TCi——組分i的臨界溫度， K。2. 料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分數(shù) XF=+= XD=+= X=+=3. 平均摩爾質(zhì)量 M=+（）= kg/kmolM= + () =M=+（）=4. 物料衡算 已知：F=4000010007200= 總物料衡算 F+S=D+W=kmol/h 易揮發(fā)組分物料衡算 FXF=DXD+WXW 聯(lián)立以上二式得 D= W= S= 三 塔板數(shù)的確定1. 理論塔板數(shù)的求?、鸥鶕?jù)乙醇——水氣液平衡表16，作圖XDXY(,)(
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