化工原理課程設(shè)計：苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計-wenkub
2023-02-02 15:39:20 本頁面
【正文】 程板式精餾塔示意圖 49 一 序 言精餾過程在能量劑驅(qū)動下（有時加質(zhì)量劑），使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。二、設(shè)計任務(wù)(1)原料液中苯含量：質(zhì)量分率＝50％(質(zhì)量)，其余為甲苯。三、操作條件(1)精餾塔頂壓強：常壓 (2)進料熱狀態(tài)：泡點進料(3)回流比：自選 (4)單板壓降壓： 四、設(shè)計內(nèi)容及要求(1)設(shè)計方案的確定及流程說明(2)塔的工藝計算(3)塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計塔高、塔徑以及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定；塔板的流體力學(xué)驗算；塔板的負(fù)荷性能圖。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)。其中由于蒸餾過程的原理是多次進行部分汽化和冷凝，熱效率比較低，但塔頂冷凝器放出的熱量很多，但其能量品位較低，不能直接用于塔釜的熱源，在本次設(shè)計中設(shè)計把其熱量作為低溫?zé)嵩串a(chǎn)生低壓蒸汽作為原料預(yù)熱器的熱源之一，充分利用了能量。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。(３) 小孔篩板容易堵塞。所以全塔平均溫度=℃。表8 板間距與塔徑關(guān)系塔徑DT，m～～～～～板間距HT，mm200～300250～350300～450350～600400～600對精餾段：初選板間距，取板上液層高度，故；查史密斯關(guān)聯(lián)圖 得C20=；依式圖10：史密斯關(guān)聯(lián)圖校正物系表面張力為時，則（—），故 按標(biāo)準(zhǔn),。對精餾段各項計算如下： a)溢流堰長：單溢流區(qū)lW=（～）D，==b)出口堰高：， 查液流收縮系數(shù)計算圖可以得到液流收縮系數(shù)E。塔極分為4塊。 其中精餾段故在設(shè)計負(fù)荷下不會發(fā)生過量的霧沫夾帶提餾段故在設(shè)計負(fù)荷下不會發(fā)生過量的霧沫夾帶對于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 (2) 液泛線 由E=,=：已算出，代入，整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果列于表10。E=據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線5。③按照固定的氣液比，由圖14查出塔板的氣相負(fù)荷上限，氣相負(fù)荷下限，所以操作彈性(1) 霧沫夾帶線 霧沫夾帶量 其中取，前面求得，代入，整理得： 在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果列于表12。 (3) 液相負(fù)荷上限線 以θ＝5s作為液體在降液管中停留時間的下限， 從而做出液相負(fù)荷上限線3(4) 漏液線由和，代入得：整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果列于表14。操作點P圖15：提餾段篩板負(fù)荷性能圖由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：①任務(wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點P（設(shè)計點），處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。已知進料流率為，平均分子質(zhì)量，密度為所以取管內(nèi)流速則進料管直徑(2)回流管采用直管回流管，回流的體積流率：取管內(nèi)流速則進料管直徑(3)釜液出口管體積流率：取管內(nèi)流速則進料管直徑(4)塔頂蒸汽管取管內(nèi)流速則進料管直徑(5)加熱蒸汽管取管內(nèi)流速則進料管直徑塔頂溫度tD=℃ 冷凝水t1=20℃ t2=30℃ 則℃ ℃℃由tD=℃ 查液體比汽化熱共線圖圖16：液體比汽化熱共線圖得:又氣體流量塔頂被冷凝量 冷凝的熱量取傳熱系數(shù) 則傳熱面積冷凝水流量 再沸器塔底溫度tw=℃ 用t0=135℃的蒸汽，釜液出口溫度t1=112℃則℃ ℃℃由tW=℃ 查液體比汽化熱共線圖得:又氣體流量塔頂被冷凝量 冷凝的熱量取傳熱系數(shù) 則傳熱面積加熱蒸汽的質(zhì)量流量儲槽、加料泵、高位槽、產(chǎn)品冷卻器設(shè)計從略。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段遠高于板間距（甚至高出一倍以上），本塔塔頂空間取（2） 塔底空間 塔底空間指塔內(nèi)最下層塔底間距。本塔?。?） 人孔 一般每隔6~8層塔板設(shè)一人孔。通過近四周的努力，反經(jīng)過復(fù)雜的計算和優(yōu)化，我終于設(shè)計出一套較為完善的塔板式連續(xù)精餾塔設(shè)備。 通過這次課程設(shè)計我經(jīng)歷并學(xué)到了很多知識，熟悉了大量課程內(nèi)容，懂得了許多做事方法，可謂是我從中受益匪淺，我想這也許就是這門課程的最初本意。 然后是回流比的確定，我應(yīng)用化工原理中的計算式出了最小回流比，然后通過分析確定了放大倍數(shù)求出了實際回流比。通過驗算分析，我整理出可能幾條導(dǎo)致這一問題原因，在對這幾個因素逐一分析后我們把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了最大的“疑犯”篩板孔心距。 塔的設(shè)計工作按計劃完成后我們開始整理草稿并裝訂成本，為下一步的文檔編輯做好準(zhǔn)備。通過這次課程設(shè)計提高了我的認(rèn)識問題、分析問題、解決問題的能力。八 附錄：苯甲苯連續(xù)精餾過程板式精餾塔示意圖 50 。最后，我還要感謝姚老師在這次課程設(shè)計中給予我的敦促和指導(dǎo)工作。 這次歷時近兩周的的課程設(shè)計使我把平時所學(xué)的理論知識運用到實踐中，使我對書本上
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