【論文】苯-氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計工藝計算書-文庫吧
2025-05-22 19:13 本頁面
【正文】 任意設(shè)定。同時，為了滿足用戶的科研需要，每一段塔節(jié)內(nèi)的溫度、塔釜液相溫度、塔頂氣相溫度、進料溫度、回流溫度、塔頂壓力、塔釜壓力、塔釜液位、進料量等參數(shù)均可以數(shù)字顯示。二．設(shè)計方案的特點 浮閥塔應(yīng)用廣泛，對液體負荷變化敏感，不適宜處理易聚合或者含有固體懸浮物的物料浮閥塔涉及液體均布問題在氣液接觸需冷卻時會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜板式塔的設(shè)計資料更易得到，而且更可靠。浮閥塔更適合 塔徑不很大，易氣泡物系，腐蝕性物系，而且適合真空操作。三．工藝流程原料液由泵從原料儲罐中引出，在預(yù)熱器中預(yù)熱后送入連續(xù)板式精餾塔（篩板塔），塔頂上升蒸汽流采用強制循環(huán)式列管全凝器冷凝后一部分作為回流液，其余作為產(chǎn)品經(jīng)冷卻至后送至產(chǎn)品槽；塔釜采用熱虹吸立式再沸器提供氣相流，塔釜殘液送至廢熱鍋爐。 苯氯苯板式精餾塔的工藝計算書一．設(shè)計方案的確定及工藝流程的說明 本設(shè)計任務(wù)為分離苯氯苯混合物。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾過程。設(shè)計中采用泡點進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。二．全塔的物料衡算（一）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率 kg/。 （二）平均摩爾質(zhì)量MF ＝＋(1－)＝（三）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品的摩爾流率依題給條件：一年以300天，一天以24小時計，有：W′＝50000t/a＝，全塔物料衡算： F′＝D′＋W′′＝′＋′F′＝＝＝D′＝＝＝W′＝＝＝三．塔板數(shù)的確定（一）理論塔板數(shù)的求取苯氯苯物系屬于理想物系，可采用梯級圖解法（MT法）求取，步驟如下：，利用泡點方程和露點方程求取依據(jù)，將所得計算結(jié)果列表如下： 表31 相關(guān)數(shù)據(jù)計算溫度，（℃）8090100110120130苯760102513501760225028402900氯苯148205293400543719760兩相摩爾分率x10y10本題中，塔內(nèi)壓力接近常壓（實際上略高于常壓），而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù)，因為操作壓力偏離常壓很小，所以其對平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。將表31中數(shù)據(jù)作圖得曲線。 圖31 苯—氯苯混合液的x—y圖在圖上，因，查得，而。故有：考慮到精餾段操作線離平衡線較近，故取實際操作的回流比為最小回流比的2倍，即：求精餾塔的汽、液相負荷L=RD== kmol/hV=(R+1)D=(+1)= kmol/hL′=L+F=+= kmol/hV′=V= kmol/h精餾段操作線：提餾段操作線：提餾段操作線為過和兩點的直線。 圖32 苯氯苯物系精餾分離理論塔板數(shù)的圖解圖解得塊（不含釜）。其中，精餾段塊，提餾段塊，第4塊為加料板位置。（二）實際塔板數(shù)選用公式計算。~s的烴類物系，式中的為全塔平均溫度下以進料組成表示的平均粘度。(80+)=106℃（取塔頂?shù)椎乃阈g(shù)平均值），在此平均溫度下查化工原理附錄11得：。（近似取兩段效率相同）精餾段：塊，取塊提餾段：塊，取塊總塔板數(shù)塊。四．塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算（一）平均壓強。塔頂：加料板：平均壓強（二）平均溫度依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法，計算出泡點溫度，其中苯、氯苯的飽和蒸汽壓由安托尼方程計算，計算結(jié)果如下：塔頂溫度80℃加料板88℃?！妫ㄈ┢骄肿恿克敚? ，（查相平衡圖）加料板：，（查相平衡圖）精餾段：（四）平均密度 表41 組分的液相密度（kg/m3）溫度，（℃）8090100110120130苯817805793782770757氯苯1039102810181008997985純組分在任何溫度下的密度可由下式計算苯 ： 推薦：氯苯 ： 推薦：式中的t為溫度，℃塔頂：進料板：精餾段：（五）液體的平均表面張力附： 表42 組分的表面張力（mN/m）溫度，（℃）8085110115120131苯氯苯雙組分混合液體的表面張力可按下式計算：（為A、B組分的摩爾分率）計算得，塔頂：；（80℃）進料板：；（88℃）精餾段：氯苯的汽化潛熱：103kJ/kmol。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示：（氯苯的臨界溫度：）（六）液體的平均粘度塔頂：查化工原理附錄11，在80℃下有：加料板：精餾段：五．精餾段的汽液負荷計算汽相摩爾流率汽相體積流量汽相體積流量液相回流摩爾流率液相體積流量液相體積流量冷凝器的熱負荷六．塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算（一）塔徑，則：（即泛點氣速）查Smith通用關(guān)聯(lián)圖得負荷因子泛點氣速：m/s，則空塔氣速為圓整取，此時的操作氣速。 精餾段有效高度為 提餾段有效高度為 在進料板上方開一人孔，其高度為600mm故精餾塔的高度為++=（二）塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與計算采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、凹形受液盤，且不設(shè)進口內(nèi)堰。 （1）溢流堰長（出口堰長）取堰上溢流強度，滿足篩板塔的堰上溢流強度要求。 （2）出口堰高對平直堰由及，查化工原理課程設(shè)計圖55得，于是：（滿足要求） （3）降液管的寬度和降液管的面積由，查化原下P147圖1116得，即：。液體在降液管內(nèi)的停留時間（滿足要求） （4）降液管的底隙高度~，取液體通過降液管底隙的流速，則有：（~，本結(jié)果滿足要求） （1）邊緣區(qū)寬度與安定區(qū)
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