甲醇水分離過程板式精餾塔的設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-06-15 06:47 本頁面
【正文】 ⑸ 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。 ⑹ 塔內(nèi)的滯留量要小。實(shí)際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求，況且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進(jìn)行選型。 板式塔類型 氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔為逐級(jí)接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動(dòng)舌形塔和浮動(dòng)噴射塔等多種。目前從國內(nèi)外實(shí)際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。 篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有： ⑴ 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右。 ⑵ 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加10～15％。 ⑶ 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 ⑷ 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30％左右。 篩板塔的缺點(diǎn)是： ⑴ 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 ⑵ 操作彈性較小(約2～3)。⑶ 小孔篩板容易堵塞。第三章 設(shè)計(jì)步驟 本設(shè)計(jì)按以下幾個(gè)階段進(jìn)行： ⑴ 設(shè)計(jì)方案確定和說明。根據(jù)給定任務(wù)，對(duì)精餾裝置的流程、操作條件、主要設(shè)備型式及其材質(zhì)的選取等進(jìn)行論述。 ⑵ 蒸餾塔的工藝計(jì)算，確定塔高和塔徑。 ⑶ 塔板設(shè)計(jì)：計(jì)算塔板各主要工藝尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)校核計(jì)算。接管尺寸、泵等，并畫出塔的操作性能圖。 ⑷ 管路及附屬設(shè)備的計(jì)算與選型，如再沸器、冷凝器。⑸ 抄寫說明書。⑹ 繪制精餾裝置工藝流程圖和精餾塔的設(shè)備圖。 確定設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離甲醇——水混合物。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)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(diǎn)下一部分加回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器后送至儲(chǔ)罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。第四章 精餾塔的工藝計(jì)算 、塔底產(chǎn)品的摩爾分率甲醇的摩爾質(zhì)量為：水的摩爾質(zhì)量為： 原料液摩爾分率：xF=22/(22/+78/)=塔頂摩爾分率：xD=99/(99/+1/)=塔底摩爾分率：xW=(+)=原料液平均摩爾質(zhì)量：MF=+() = kg/kmol塔頂產(chǎn)品平均摩爾質(zhì)量MD=+() =塔底產(chǎn)品平均摩爾質(zhì)量 MW=+(10. 00028) = kg/kmol由手冊(cè)查得甲醇—水物系的氣液平衡數(shù)據(jù)得: xD=. T=℃T=℃時(shí)，甲醇密度ρ=747 kg/m3 水密度ρ= kg/m3塔頂?shù)钠骄芏圈?747+（）= kg/m3D=11100L/h= m3/h=103/=F=D+W F xF =D xD +W xW F=式中 F—原料液流量，kmol/hD—流出液流量，kmol/hW—釜?dú)堃毫髁浚琸mol/hXF—原料液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)XD—流出液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)XW—釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)甲醇—水屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。 ① 由手冊(cè)查得甲醇—水物系的氣液平衡數(shù)據(jù)（表1），繪出xy圖。表1 溫度/℃xy溫度/℃xy100查得:yδ=，xδ=Rmin=(xDyδ)/(yδxδ)=（）/() =R==*=L=RD=*=V=(R+1)*D=(+1)*= kmol/hV’=V= kmol/hL’=L+F=+= kmol/h由于為泡點(diǎn)進(jìn)料，則q=1 yδ=X可知，總理論塔板數(shù)NT為13塊(包括再沸器)進(jìn)料板位置NF為自塔頂數(shù)起第8塊。 理論板層數(shù)NT的求取操作溫度表31甲醇—水氣、液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系溫度/℃液相氣相溫度/℃液相氣相溫度/℃液相氣相10000由上表數(shù)據(jù)（賈紹義,柴誠敬主編《化工原理課程設(shè)計(jì)》天津:天津大學(xué)出版社，2002）作甲醇水的txy圖如下圖31所示：由上表和上圖可知：塔頂溫度：tD=℃進(jìn)料板溫度：tF=℃塔底溫度：tW=℃液相平均黏度依下式計(jì)算，即塔頂液相平均黏度的計(jì)算：由tD=℃，查液體黏度共線圖，得μA= mPas，μB= mPaslgμDm=+()μDm= mPas塔底液相平均黏度的計(jì)算：由tW=℃，查液體黏度共線圖，得μA= mPas，μB= mPaslgμLm=+()μLm= mPas所以，μL=(+)/2=s E0’=(uL)=() =則E0= ’== 精餾段理論塔板數(shù) NT=8塊 提餾段理論塔板數(shù) NT=4塊
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