正戊烷－正己烷混合液篩精餾塔設(shè)計方案-wenkub
2023-05-11 12:32:18 本頁面
【正文】 01330 52 101330 54 101330 56 101330 58 101330 60 101330 最小回流比的計算(1)液化比的計算 , Rm=+=由表可查的組成為XF=，可得平均溫度T=（20+50）/2=35 (kg c)可得液化比q=(Cpt+Rm)/Rm=(q1)= 圖1 q線與氣液平衡關(guān)系圖由圖可得Xq= Yq=故最小回流比為 Rmin/（Rmin+1）=（XdYq)/（XdXq) 得Rmin=。采用熱泵技術(shù)可使塔頂蒸氣溫度提高，提高了溫度的蒸氣再用于加熱釜液，使釜液蒸發(fā)的同時，塔頂蒸氣冷凝。當(dāng)R= Rmin時，塔板數(shù)為∞；R＞Rmin后，塔板數(shù)從無限多減至有限數(shù)；R繼續(xù)增大，塔板數(shù)雖然可以減少，但減少速率變得緩慢。由于回流比的大小不僅影響到所需理論板數(shù)，還影響到加熱蒸汽和冷卻水的消耗量，以及塔板、塔徑、蒸餾釜和冷凝器的結(jié)構(gòu)尺寸的選擇，因此，適宜回流比的選擇是一個很重要的問題。根據(jù)目前國內(nèi)外實(shí)際使用的情況，主要塔型是浮閥塔、篩板塔及泡罩塔。進(jìn)料為過冷液體：q＞1；飽和液體（泡點(diǎn)）：q＝1；氣、液混合物：0＜q＜1；飽和蒸氣（露點(diǎn)）：q＝0；過熱蒸氣：q＜0。但由于直接蒸汽加入，對釜內(nèi)溶液起一定稀釋作用，在進(jìn)料條件和產(chǎn)品純度、輕組分收率一定的前提下，釜液濃度相應(yīng)降低，故需在提餾段增加塔板以達(dá)到生產(chǎn)要求。 (3) 真空操作不僅需要增加真空設(shè)備的投資和操作費(fèi)用，而且由于真空下氣體體積增大，需要的塔徑增加，因此塔設(shè)備費(fèi)用增加。根據(jù)所處理的物料性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性來綜合考慮，一般有下列原則： (1) 壓力增加可提高塔的處理能力，但會增加塔身的壁厚，導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用增加；壓力增加，組分間的相對揮發(fā)度降低，回流比或塔高增加，導(dǎo)致操作費(fèi)用或設(shè)備費(fèi)用增加。因此，設(shè)計時應(yīng)全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些。設(shè)置必需的儀表并安裝在適宜部位，以便能通過這些儀表來觀測和控制生產(chǎn)過程。工業(yè)上對塔設(shè)備的主要要求是生產(chǎn)能力大；傳熱傳質(zhì)效率高；氣流的摩擦阻力?。徊僮鞣€(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大；結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量少；制造安裝容易，操作維修方便。正戊烷－正己烷混合液篩精餾塔設(shè)計方案1 設(shè)計方案的確定 概述化工生產(chǎn)常需要液體混合物的分離以達(dá)到提純或分離有用組分的目的，精餾是根據(jù)液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助多次部分汽化和多次部分冷凝達(dá)到輕組分分離的目的。此外，還要求不堵塞，防腐蝕等。 (2) 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費(fèi)用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節(jié)省蒸汽和冷卻介質(zhì)的消耗，也能節(jié)省電的消耗。 (3) 保證生產(chǎn)安全 生產(chǎn)中應(yīng)防止物料的泄露，生產(chǎn)和使用易燃物料車間的電器均應(yīng)為防爆產(chǎn)品。因此如果在常壓下操作時，塔頂蒸氣可以用普通冷卻水進(jìn)行冷卻，一般不采用加壓操作。 本設(shè)計是分離正戊烷和正己烷的混合物，由于兩者都是液體，因此操作壓力可以確定為常壓，即是常壓精餾。間接加熱方式的優(yōu)點(diǎn)是可以提供足夠的熱量，而且不會稀釋釜內(nèi)溶液的濃度。q值增加，冷凝器負(fù)荷降低而再沸器負(fù)荷增加，由此而導(dǎo)致的操作費(fèi)用的變化與塔頂出料量D和進(jìn)料量F的比值D/F 有關(guān)；對于低溫精餾，不論D/F 值如何，采用較高的q 值為經(jīng)濟(jì)；對于高溫精餾，當(dāng)D/F值大時宜采用較小的q值，當(dāng)D/F值小時宜采用q值較大的氣液混合物。表1 各類塔板類型比較指標(biāo)浮閥塔篩板塔泡罩塔F形浮閥十字架形浮閥條形浮閥圓形泡罩條形泡罩S形泡罩液體和氣體負(fù)荷45454542231333操作彈性5553434壓力降2333000霧沫夾帶量3343112分離效率5544434單位設(shè)備體積的處理量4444213制造費(fèi)用3344213材料消耗4444223安裝與拆修4344113維修3333213污垢物料對操作的影響2321100注：0―不好；1―尚好；2―合適；3―較滿意；4―很好；5―最好 回流比 影響精餾操作費(fèi)用的主要因素是塔內(nèi)蒸氣量 V。 適宜回流比應(yīng)通過經(jīng)濟(jì)核算決定，即操作費(fèi)用和設(shè)備折舊費(fèi)之和為最低時的回流比為適宜回流比。因此可在斜線部分區(qū)域選擇一適宜回流比。該方法不僅可節(jié)省大量的加熱蒸汽，而且還節(jié)省了大量的冷卻介質(zhì)。可得操作回流比R=(2)求精餾塔的氣、液相負(fù)荷L=RD= =98(kmol/h)V=(R+1)D=(+1)=（kmol/h）L39。精餾段塔板數(shù)N==餾段塔板數(shù)N== 層3 工藝條件及有關(guān)物性的計算 操作壓力塔頂操作壓力 PD=p當(dāng)?shù)?p表=+4= kPa每層塔板壓降 Δp=進(jìn)料板壓降 PF=+12= kPa 塔底壓降 PW=+31= kPa精餾段平均壓降 pM=(+)/2= kPa提餾段平均壓降 pM=(+)/2= kPa 操作溫度根據(jù)內(nèi)插關(guān)系可得塔頂溫度： TD= 塔釜溫度： TW=加料板溫度： TF=精餾段平均溫度：T=精餾段平均溫度：T= 平
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