丙酮精餾塔設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-19 00:16 本頁面
【正文】 1 目錄 一 前 言 3 二 設(shè)計(jì)題目 4 三 設(shè)計(jì)說明書符號(hào)表 4 四 流程圖 4 五 物性參數(shù) 5 六 工藝計(jì)算 6 汽液平衡數(shù)據(jù) 6 數(shù)據(jù)換算 7 物料衡算 7 理論板數(shù)計(jì)算 7 板數(shù)與回流比的關(guān)系 7 理論板數(shù) 9 操作線方程 9 七 塔 和塔主板 主要工藝尺寸計(jì)算 9 平均分子 量的計(jì)算 9 塔頂?shù)钠骄肿恿?9 進(jìn)料版的平均分子量 9 塔底的平均分子量 10 精餾段 , 提餾段的平均分子量 10 平均密度的 計(jì)算 10 液相平均密度 10 氣相平均密度 11 塔徑的 計(jì)算 11 精餾段 塔徑 12 提溜段塔徑 12 全塔塔徑 13 填料塔層高度計(jì)算 13 填料塔的流體力學(xué)性能 13 持液量 13 精餾段 13 提溜段 14 八、 塔內(nèi)附件選擇 14 筒體 14 封頭 15 裙座 15 法蘭 15 液體再分布裝置選擇 16 填料支撐裝置選擇 16 除沫器選擇 16 液體噴淋裝置選擇 17 2 預(yù)熱器的選擇 18 九、輔助設(shè)備 18 塔頂冷凝器的選擇 18 塔頂再沸器的選擇 19 管道設(shè)計(jì)與選擇 19 泵 19 進(jìn)料泵 19 回流泵 20 十、 塔設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)匯總 20 十一、 參考數(shù)據(jù) 20 十二、 結(jié)束語 21 一 前 言 丙酮是一種重要的基本有機(jī)原料之一，主要用作制造醋酸纖維素膠片薄膜、塑料和涂料的 3 溶劑。 塔設(shè)備是化工、石油等工業(yè)中廣泛使用的重要生產(chǎn)設(shè)備，用以實(shí)現(xiàn)蒸餾的他設(shè)備稱為蒸餾塔，這類塔設(shè)備的基本功能在于提供氣、液兩相充分接觸的機(jī)會(huì)，使質(zhì)、熱兩種傳遞過程能夠迅速有效地進(jìn)行，還要能使接觸之后的氣液兩相及時(shí)分開，互不夾帶。 根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)形式，可將塔設(shè)備分為兩大類：板式塔和 填料塔。 板式塔內(nèi)沿塔高度裝有若干層塔板，液體靠重力作用由頂部逐板流向塔釜，并在各塊板面上形成流動(dòng)的液層，氣體靠壓強(qiáng)差推動(dòng)，由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。氣液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級(jí)接觸，兩相組成沿塔高呈階梯式變化。填料塔則在塔體內(nèi)裝填填料，液體由上而下流動(dòng)中在填料上分布匯合，氣體則在填料縫隙中向上流動(dòng)。填料為氣液傳質(zhì)提供了較大的氣液接觸面積。塔內(nèi)兩相濃度沿塔高連續(xù)變化。 塔型的合理 選擇是 做好塔 設(shè)備設(shè)計(jì) 的首要 環(huán)節(jié) ， 選擇時(shí)應(yīng) 考 慮 物料的性 質(zhì) 、操作的 條 件、塔 設(shè)備 的性能以及塔 設(shè)備 的制造、安 裝 、 運(yùn)轉(zhuǎn) 和 維 修等 方面的因素。 評(píng)價(jià)塔設(shè)備的基本性能的指針主要有： 1． 產(chǎn)量和通量：前者指單位時(shí)間處理物料量，而后者指單位塔截面上的單位時(shí)間的物料處理量。 2． 分離效率：對(duì)板式塔是指每層塔板所能達(dá)到的分離程度。填料塔則是單位填料層高度的分離能力。 3． 適應(yīng)能力及操作彈性：對(duì)各種物料性質(zhì)的適應(yīng)性及在負(fù)荷波動(dòng)時(shí)維持操作穩(wěn)定而保持較高分離效率的能力。 4． 流體阻力：氣相通過每層塔板或單位高度填料層的壓降。 除上述幾項(xiàng)主要性能外，塔的造價(jià)的高低、安裝、維修的難易以及長期運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性等因素，也是必須考慮的實(shí)際問題。 填料塔則有較小的壓降，但大塔徑 填料塔氣液分布不夠好，導(dǎo)致分離效率較低。新型填料的開發(fā)使用，極大改進(jìn)了填料塔的使用范圍 , 相關(guān)填料流體力學(xué)性能和傳質(zhì)性能參數(shù)更為可靠和豐富。 二 設(shè)計(jì)題目 項(xiàng)目名稱 :丙酮精餾塔 ： 原料 :85 噸 /天 39%(質(zhì)量 %) 其余為水 4 產(chǎn)品要求 :回收率 98% 塔頂產(chǎn)品 濃度 98% 三 設(shè)計(jì)說明書符號(hào)表 符號(hào) 名稱 單位 F 進(jìn)料流量 kmol/h D 塔頂產(chǎn)品流量 kmol/h W 塔底產(chǎn)品流量 kmol/h M 摩爾質(zhì)量 kg/kmol N 理論塔板 數(shù) R 回流比 P 壓強(qiáng) Pa t 溫度 ℃ ? 氣體粘度 Pa s V 氣相摩爾流量 kmol/h W 液相摩爾流量 kmol/h XD 塔頂產(chǎn)品濃度 XW 塔底產(chǎn)品濃度 x 液相摩爾分?jǐn)?shù) y 氣相摩爾分?jǐn)?shù) α 組分的相對(duì)揮發(fā)度 η 回收率 ? 密度 kg/m3 四 流程圖 五 物性參數(shù) 原料 粗餾塔 精餾塔 冷凝器 冷凝器 再沸器 1 再沸器 2 排水 塔頂產(chǎn)物 1 塔頂產(chǎn)物 2 5 水的物性參數(shù) : 分子量 18 壓強(qiáng) 510??p /Pa 溫度 t /℃ 密度 )//( 3mkg? 比熱容 )]/(/[ 103KkgJcp ??? 黏度 510/( )Pas??? 汽化熱 △ H /(kJ/kg) 0 10 270 20 348 30 398 40 450 50 488 60 530 70 555 80 680 90 625 100 640 （丙酮分子量 ） 此精餾塔設(shè)計(jì)我選擇常壓精餾是為了操作方便，由丙酮的物性參數(shù)所起確定。 規(guī)整填料性能 填料類型 理論板數(shù)△ N(1/m) 比表面積a(1/m) 空隙率167。 (%) △ P/Z (Mpa/m) A K 125Y 塑料孔板波紋填料 125 *104 六 化工工藝設(shè)計(jì) ： 6 汽液平衡數(shù)據(jù) 丙酮 汽液平衡數(shù)據(jù)表 壓強(qiáng) /kPa 溫度 /℃ 丙酮摩爾分?jǐn)?shù) /% 液相子 x 汽相中 y 100
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