化工原理精餾塔設計說明-wenkub
2023-04-23 13:51:27 本頁面
【正文】 后，一部分采用回流，其余為塔頂產(chǎn)物，塔釜采用間接蒸汽加熱供熱，塔底產(chǎn)物冷卻后送入貯槽。 熱能利用精餾過程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。水的入口溫度由氣溫決定，出口溫度由設計者確定。通過上述論證，綜合考慮選用間接蒸汽加熱的方式。此外，在泡點進料時，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設計和制造上提供了方便，故在后面的塔徑計算只以精餾段為例。乙醇－水體系對溫度的依賴性不強，且非熱敏性物質(zhì)，常壓下為液態(tài)。確定操作方案的原則：1． 滿足工藝和操作的要求2． 滿足經(jīng)濟上的要求3． 保證安全生產(chǎn) 塔型選擇根據(jù)生產(chǎn)任務，若按年工作日300天，每天開動設備24小時計算，由于產(chǎn)品粘度較小，為減少造價，降低生產(chǎn)過程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產(chǎn)效率，選用F1型浮閥塔（浮閥塔型號見附表3）。設計包括：主要設備的工藝設計計算—物料衡算xF= xD= xW= F=，提餾段3塊。原料液由高位槽經(jīng)過預熱器預熱后進入精餾塔內(nèi)。課程設計是化工原理課程中綜合性和實踐性較強的一個環(huán)節(jié)，它是理論聯(lián)系實際的橋梁是使學生體察工程實際問題的復雜性的初次嘗試。浮閥塔氣液兩相接觸充分，因此，塔板效率較高，一般比泡罩塔高15%左右；浮閥塔氣體沿閥片周邊上升時，只經(jīng)一次收縮、轉(zhuǎn)彎和膨脹。浮閥的閥片可以浮動，隨著氣體負荷的變化而調(diào)節(jié)其開啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負荷時，仍能保持正常操作。它利用各組分各組分揮發(fā)度的不同實現(xiàn)分離的目的。所以，想要得到高純度的乙醇很困難。塔設備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設備之一，它可使氣(或汽)液或液液兩相之間進行緊密接觸，達到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。乙醇－水是工業(yè)上最常見的溶劑，也是非常重要的化工原料之一，是無色、無毒、無致癌性、污染性和腐蝕性小的液體混合物。因此，研究和改進乙醇－水體系的精餾設備是非常重要的。這種分離通過液相和氣相之間的傳質(zhì)實現(xiàn)，而作為氣、液兩相傳質(zhì)用的塔設備，首先必須要使氣、液兩相得到充分的接觸，以達到較高的傳質(zhì)效率。并且，由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小(因氣體水平吹出之故)，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。因此，浮閥塔比泡罩塔的塔板壓力降小；浮閥塔因浮閥不斷上下運動，閥孔不易被臟物或黏性物料堵塞，塔板的清洗也比較容易。通過化工原理課程設計，要求學生能綜合運用所學課程的基本知識，進行融會貫通、獨立思考，在規(guī)定的時間內(nèi)完成指定的化工設計任務，具有初步進行工程設計的能力；達到熟悉工程設計的的基本內(nèi)容，掌握化工設計的主要程序和方法；提高和進一步培養(yǎng)分析和解決工程實際問題的能力；樹立正確的設計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、高度負責的科學工作精神。操作時連續(xù)的從再沸器中取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜殘液）再沸器中原料液部分汽化，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。工藝參數(shù)的選定泡點進料、泡點回流。 操作條件的確定 操作壓強的選擇精餾操作可分為常壓，減壓，加壓進行。并且，故采用常壓蒸餾。 加熱方式選擇精餾塔通常設置再沸器，采用間接蒸汽加熱，以提供足夠的能量。 冷卻劑與出口溫度冷卻劑的選擇由塔頂蒸汽溫度決定。冷卻水出口溫度取得高些，冷卻劑的消耗可以減少，但同時溫度差較小，傳熱面積將增加。因此熱效率較低，通常進入再沸器的能量只有5%左右可以被有效利用。原料液由高位槽經(jīng)過預熱器預熱后進入精餾塔內(nèi)。為了使精餾塔連續(xù)的穩(wěn)定的進行，流程中還要考慮設置原料槽。 設備流程圖第二章 浮閥精餾塔工藝計算 工藝計算所需物料性質(zhì) 設計參數(shù)物性表物質(zhì) 性質(zhì) 分子式 ℃摩爾質(zhì)量（）乙醇[1]C2H50H46水H2010018 精餾塔的物料衡算 全塔物料衡算 全塔物料衡算，每年按300天計算，每天24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)。即為下表： N—R值表RN 畫圖找到最佳回流比R根據(jù)上圖，初步選定R== 精餾段操作線方程確定精餾段操作線方程：且知：,則,精餾段操作線方程為： 提餾段操作線方程本設計為泡點進料，對于泡點進料，進料熱狀況參數(shù)q=1，并且，由于原料液的溫度與板上液體溫度相近，因此，原料也全部進入提餾段，作為提餾段的回流液，而兩端的上升蒸汽則相等，即：L39。D=(+1)=故，提餾段操作線方程為： 塔板數(shù)確定 理論塔板數(shù)確定NT（圖解法）參見附圖2（圖解法求理論塔板數(shù)），可知理論塔板數(shù)為14（不包含再沸器）！,第13塊板為進料板。精餾段氣相體積流率及密度的確定即：即：精餾段液相體積流率及密度的確定查表知，[3]則：并且：得：精餾段液液相體積流率為：即：精餾段液體表面張力的確定(精)塔頂查得mN/m [4]＋（1－）＝ 進料 [4]＝16＋（1－）＝ mN/m 塔底 mN/m mN/m[4]＋（1－）＝ 精餾段平均表面張力：(精)=(+)/2= mN/m 提餾段參數(shù)平均組成 ，參考氣液平衡相圖可確定提餾段的平
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