丙酮水連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)方案(已修改)
2025-05-07 13:22 本頁面
【正文】 丙酮水連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)方案第一章 流程的確定及說明加料方式有兩種：高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料，通過控制液位高度，可以得到穩(wěn)定的流量和流速，通過重力加料，可以節(jié)省一筆動力費(fèi)用，但由于多了高位槽，建設(shè)費(fèi)用相應(yīng)增加；采用泵加料，受泵的影響，流量不太穩(wěn)定，流速也忽大忽小，從而影響了傳質(zhì)效率，但結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。如果采用自動控制泵來控制泵的流量和流速，其控制原理較復(fù)雜，且設(shè)備操作費(fèi)用高。本設(shè)計(jì)采用高位槽進(jìn)料。進(jìn)料狀況一般有冷液進(jìn)料和泡點(diǎn)進(jìn)料。對于冷液進(jìn)料，當(dāng)組成一定時(shí)，流量一定，對分離有利，省加熱費(fèi)用，但其受環(huán)境影響較大；而泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)進(jìn)料溫度受季節(jié)、氣溫變化和前段工序波動的影響，塔的操作比較容易控制。此外，泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，基于恒摩爾流假定，精餾段和提鎦段的塔徑基本相等，無論是設(shè)計(jì)計(jì)算還是實(shí)際加工制造這樣的精餾塔都比較容易。綜合考慮，設(shè)計(jì)上采用泡點(diǎn)進(jìn)料。塔頂冷凝采用全凝器，塔頂出來的氣體溫度不高，用水冷凝?；亓鞣绞娇煞譃橹亓亓骱蛷?qiáng)制回流。對于小塔型，回流冷凝器一般安裝在塔頂，其優(yōu)點(diǎn)是回流冷凝器無需支撐結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是回流冷凝器回流控制較難。如果需要較高的塔處理量或塔板數(shù)較多時(shí)，回流冷凝器不適合于塔頂安裝，且塔頂冷凝器不易安裝、檢修和清理。在此情況下，可采用強(qiáng)制回流，塔頂上升蒸汽量采用冷凝器以冷回流流入塔中。本次設(shè)計(jì)為小型塔，故采用重力回流。加熱方式分為直接蒸汽加熱和間接蒸汽加熱，直接蒸汽加熱時(shí)蒸汽直接由塔底進(jìn)入塔內(nèi)，由于重組分是水，故省略加熱裝置。但在一定的回流比條件下塔底蒸汽對回流液有稀釋作用，使理論塔板數(shù)增加，費(fèi)用增加。間接蒸汽加熱時(shí)通過加熱器使釜液部分汽化，維持原來的濃度，以減少理論板數(shù)，缺點(diǎn)是增加加熱裝置。本次設(shè)計(jì)采用間接蒸汽加熱。采用U型管蒸汽間接加熱器，用水蒸氣作加熱劑。因?yàn)樗^小，可將加熱器放在塔內(nèi)，即再沸器。這樣釜液部分汽化，維持了原有濃度，減少理論塔板數(shù)。第二章 精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算精餾操作按操作壓力可分為常壓，加壓和減壓操作，精餾操作中壓力影響非常大。當(dāng)壓力增大時(shí)，混合液的相對揮發(fā)度將減小，對分離不利；當(dāng)壓力減小時(shí)，相對揮發(fā)度將增大，對分離有利。由于丙酮水體系對溫度的依賴性不強(qiáng)，常壓下為液態(tài)，為降低塔的操作費(fèi)用。，x、y、t數(shù)據(jù)⑴理想系統(tǒng)Antoine方程式中:——在溫度T 時(shí)的飽和蒸汽壓 mmHg；T——溫度 ,℃；A、B、C——Antoine 常數(shù)表212 ⑴ 丙酮的Antoine 常數(shù)名稱ABC丙酮水⑵非理想系統(tǒng)表212 ⑵ 常壓下丙酮水氣液平衡與溫度關(guān)系丙酮／％（mol分率）溫度／℃丙酮／％(mol分率)溫度／℃丙酮／％（mol分率）溫度／℃液相氣相液相氣相液相氣相得出丙酮—水的溫度組成相圖如下一． 精餾工藝計(jì)算釜液流量W組成餾出液流量D組成進(jìn)料流量F組成1. 物料衡算圖（如圖） 2．物料衡算已知：=10000kg/h， 質(zhì)量分?jǐn)?shù)：=70%, =%, =% =, =進(jìn)料液、餾出液、釜?dú)堃旱哪柗謹(jǐn)?shù)分別為、： = = =進(jìn)料平均相對分子質(zhì)量:=58+()18=原料液： F==總物料： F=W+D…………… （1） 易揮發(fā)組分： F=D+W………… （2）由（1）、（2）代入數(shù)據(jù)解得： D=塔頂產(chǎn)品的平均相對分子質(zhì)量： =58+18（）=塔頂產(chǎn)品質(zhì)量流量： =D==塔釜產(chǎn)品平均相對分子質(zhì)量： =58+18（）=塔釜產(chǎn)品質(zhì)量流量： =W== 表221(1) 物料衡算結(jié)果表塔頂出料塔底出料進(jìn)料質(zhì)量流量/（kg/h）10000質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%961070 摩爾流量/(kmol/h) 摩爾分?jǐn)?shù)/%、液相，進(jìn)料和塔底的
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