化工原理課程設(shè)計之甲苯精餾塔設(shè)計-文庫吧
2025-06-07 18:16 本頁面
【正文】 位置上要裝置調(diào)節(jié)閥門，在管路中安裝備用支線。計算傳熱面積和選取操作指標(biāo)時，也應(yīng)考慮到生產(chǎn)上的可能波動。再其次，要考慮必需裝置的儀表(如溫度計、壓強計，流量計等)及其裝置的位置，以便能通過這些儀表來觀測生產(chǎn)過程是否正常，從而幫助找出不正常的原因，以便采取相應(yīng)措施。 滿足經(jīng)濟上的要求要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備及基建費用。如前所述在蒸餾過程中如能適當(dāng)?shù)乩盟?、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能消耗。又如冷卻水出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量，另方面也影響到所需傳熱面積的大小，即對操作費和設(shè)備費都有影響。同樣，回流比的大小對操作費和設(shè)備費也有很大影響。 保證安全生產(chǎn)例如苯屬有毒物料，不能讓其蒸汽彌漫車間。又如，塔是指定在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過大或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都會使塔受到破壞，因而需要安全裝置。以上三項原則在生產(chǎn)中都是同樣重要的。但在化工原理課程設(shè)計中，對第一個原則應(yīng)作較多的考慮，對第二個原則只作定性的考慮，而對第三個原則只要求作一般的考慮。第二章 設(shè)計計算 設(shè)計方案的確定本設(shè)計采用連續(xù)精餾流程，飽和液體進料。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。該物系屬于易分離物系，最小回流比比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用飽和蒸汽間接加熱，塔底產(chǎn)品冷卻后送至儲罐。 精餾塔的物料衡算 原料液進料量、塔頂、塔底摩爾分率 （生產(chǎn)能力）進料量：F=85000t/年 苯的摩爾質(zhì)量 MA= 甲苯的摩爾質(zhì)量 MB= 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 物料衡算 原料處理量 總物料衡算 F=D+W=137kmol/h 苯物料衡算 聯(lián)立解得： D= 塔板計算 理論板數(shù)NT的求取(1) 相對揮發(fā)度的求取查 溫度組成 圖得td=80℃ tw=℃（由表2）當(dāng)取td=80℃時 當(dāng)取 td=℃時 ， (2)最小回流比的求取由于是飽和液體進料，有q=1，q線為一垂直線，故，根據(jù)相平衡方程有最小回流比為對于平衡曲線不正常情況下，取回流比R=()Rmin R==(2) 精餾塔的氣、液相負(fù)荷 (4)操作線方程精餾段操作線方程 提餾段操作線方程 (5)逐板法求理論板數(shù)計算過程如下相平衡方程 即 變形得： 精餾段操作線方程 提餾段操作線方程 用精餾段操作線和相平衡方程進行逐板計算： 故精餾段理論板數(shù)n=7用提餾段操作線和相平衡方程繼續(xù)逐板計算： 故提餾段理論板數(shù)n=8（不包括再沸器） 全塔效率的計算由 td=80℃ tw=℃計算出 tm=℃ 根據(jù)表6分別查得苯、甲苯在平均溫度下的粘度內(nèi)差法計算出 ，平均粘度由公式，得根據(jù)奧康奈爾（O`connell）公式計算全塔效率 求實際板數(shù)精餾段實際板層數(shù)提餾段實際板層數(shù)全塔共有塔板28塊，進料板在第14塊板。 有效塔高的計算精餾段有效塔高提餾段有效塔高在精餾段和提餾段各設(shè)人孔一個，高度為600mm,故有效塔高 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 操作壓力的計算塔頂操作壓力P＝ kPa每層塔板壓降 △P＝ kPa進料板壓力＝+13＝塔底操作壓力=+15＝精餾段平均壓力＝（+）/2＝ kPa提餾段平均壓力=（+）/2 = 操作溫度的計算80℃℃ ℃精餾段平均溫度=（ 80+）/2 = ℃提餾段平均溫度=（+107）/2 =℃ 平均摩爾質(zhì)量的計算塔頂平均摩爾質(zhì)量計算 由,得x1=進料板平均摩爾質(zhì)量計算 由上面理論板的算法，得＝， ＝塔底平均摩爾質(zhì)量計算由 =,由相平衡方程，得= 精餾段平均摩爾質(zhì)量 提餾段平均摩爾質(zhì)量 平均密度的計算①氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算，精餾段的平均氣相密度即 提餾段的平均氣相密度②液相平均密度計算 液相平均密度依下式計算，即 由tD＝80℃，查手冊得 塔頂液相的質(zhì)量分率 求得 得
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