2萬噸乙醇-水溶液連續(xù)精餾塔設計方案-文庫吧
2025-04-18 02:14 本頁面
【正文】 徑下，適當提高操作壓力還可提高塔的處理能力，但增加塔壓，也提高了再沸器的溫度，并且相對揮發(fā)度也有所下降。降低操作壓力組分的相對揮發(fā)度增，有利于分離。減壓操作降低了平衡溫度，這樣可以使用較低溫位的加熱劑。但降低壓力也導致塔徑增大和塔頂蒸汽冷凝溫度降低，且必須使用抽真空的設備，增加了相應的設備和操作費用。 進料熱狀況的確定進料狀態(tài)有多種，但一般都是將料液預熱到泡點或接近泡點才送入塔中，這樣，進料溫度就不受季節(jié)，氣溫變化和前道工序波動的影響，塔的操作就比較容易控制。此外，泡點進料時，精餾段與提餾段的塔徑相同，設計制造均比較方便。故在此次設計中，我們選用泡點進料。 加熱方式的確定精餾塔通常設置再沸器，采用間接蒸汽加熱，以提供足夠的能量，若待分離的物系為某種輕組分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加熱方式，即把蒸汽直接通入塔釜汽化釜液。這樣操作費用和設備費用均可降低。但在塔頂輕組分回收率一定時，由于蒸汽冷凝水的稀釋作用，使殘液輕組分濃度降低，所需塔板數(shù)略有增加。綜合考慮，我們采用間接蒸汽加熱的方式。影響精餾操作費用的主要因素是塔內蒸氣量V。對于一定的生產(chǎn)能力，即餾出量D一定時，V的大小取決于回流比。實際回流比總是介于最小回流比和全回流兩種極限之間。由于回流比的大小不僅影響到所需理論板數(shù)，還影響到加熱蒸汽和冷卻水的消耗量，以及塔板、塔徑、蒸餾釜和冷凝器的結構尺寸的選擇，因此，適宜回流比的選擇是一個很重要的問題。適宜回流比應通過經(jīng)濟核算決定，即操作費用和設備折舊費之和為最低時的回流比為適宜回流比。（1）先求出最小回流比Rmin，～2倍，即R＝（～2）Rmin；，即：R＝ （2）在一定的范圍內，選5種以上不同的回流比，計算出對應的理論塔板數(shù)，作出回流比與理論塔板數(shù)的曲線。當R=Rmin時，塔板數(shù)為∞；R＞Rmin后，塔板數(shù)從無限多減至有限數(shù)；R繼續(xù)增大，塔板數(shù)雖然可以減少，但減少速率變得緩慢。因此可在斜線部分區(qū)域選擇一適宜回流比。第三章 精餾塔的物料衡算乙醇的摩爾質量 水的摩爾質量 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質量原料液平均摩爾質量 塔頂產(chǎn)品平均摩爾質量 塔底產(chǎn)品平均摩爾質量 由 有由有 表一 物料衡算記錄表FDW第四章 塔板數(shù)的確定 乙醇水屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。 采用作圖法求最小回流比。在圖31中對角線上，自點作垂線即為進料線， 圖31 乙醇水物系的氣液平衡圖該點與平衡線的交點坐標為 故最小回流比為 取操作回流比為求精餾塔的氣液相負荷求操作線方程精餾段操作線方程為 提餾段操作線方程 圖解法求理論板層數(shù)，采用圖解法求理論板層數(shù)，如圖32所示。求解結果為總理論板層數(shù) （包括再沸器）進料板位置 精餾段理論板層數(shù)：24 提餾段理論板層數(shù)：3相對揮發(fā)度的計算： ∴ ∴ ∴ 精餾段相對揮發(fā)度: 提餾段相對揮發(fā)度: 粘度的計算見下第4章第3小節(jié)精餾段液相平均粘度為提餾段液相平均粘度為實際塔板數(shù)精餾段： 提餾段： 全塔所需實際塔板數(shù)：塊全塔效率：加料板位置在第47塊塔板第五章 精餾塔的工藝條件計算塔頂操作壓力 每層塔板壓降 進料板壓力 塔釜操作壓力 精餾段平均壓力 提餾段平均壓力 依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中乙醇，水的飽和蒸汽壓由安托尼方程計算，計算過程略。計算結果如下：塔頂溫度 塔釜溫度 進料板溫度 精餾段平均溫度 提鎦段平均溫度 塔頂平均摩爾質量計算由,見圖32得 進料板平均摩爾質量計算由圖解理論板，見圖32得查平衡曲線，圖32得塔釜平均摩爾質量計算由,查平均曲線，見圖32得 精餾段平均摩爾質量提餾段平均摩爾質量氣相平均密度的計算由理想氣體狀態(tài)方程計算，即精餾
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