生產(chǎn)用精餾塔設(shè)計方案-wenkub
2023-05-25 13:18:16 本頁面
【正文】 0、800、1000、1200、1400、1600、2000、…。板式塔常見的溢流方式（降液管布置方式）有U型流、單溢流、雙溢流及階梯式雙溢流等。因此選擇進(jìn)料方式為泡點進(jìn)料。常壓下為氣態(tài)（如空氣、石油氣）或常壓下泡點為室溫的混合物，可以采用加壓精餾；常壓下，泡點為室溫至150℃左右的混合液，一般采用常壓精餾；對于常壓下泡點較高或熱敏性物質(zhì)，宜采用減壓精餾，以降低操作溫度。泡罩塔是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔板，其操作彈性較大，液氣比范圍較大，不易堵塞，適于處理各種物料。從大的方面來說，精餾塔分為填料塔和板式塔。 3）流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備時阻力降小，可以節(jié)省動力費用，在減壓操作是時，易于達(dá)到所要求的真空度。生產(chǎn)用精餾塔設(shè)計方案一、設(shè)計任務(wù)書現(xiàn)擬設(shè)計一個完成乙醇和水的分離任務(wù)，其具體設(shè)計要求和條件為：1）進(jìn)精餾塔料液含乙醇25%（質(zhì)量），其余為水；2）產(chǎn)品乙醇含量不得低于94%（質(zhì)量）；3）%（質(zhì)量）；4）生產(chǎn)能力為日產(chǎn)（24小時）130噸94%的乙醇產(chǎn)品；5）操作條件：精餾塔頂壓力 4kPa（表壓）進(jìn)料狀況 泡點進(jìn)料回流比 單板壓降 不大于667Pa加熱蒸汽壓力 （表壓）；6）設(shè)備型式：浮閥塔；7）廠址：天津地區(qū)。 4）有一定的操作彈性：當(dāng)氣液相流率有一定波動時，兩相均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。填料塔分離效率較高，壓力降相對于板式塔來說也較小，但是其操作彈性較小，并且生產(chǎn)能力較板式塔來說較小，一般小塔多采用填料塔，而板式塔雖然在某些方面不如填料塔，但是總的來說，其踏板效率穩(wěn)定，操作彈性大，造價低，檢修、清洗方便。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，塔板壓降大等原因?qū)е陆陙砼菡炙呀?jīng)逐漸被篩板塔、浮閥塔所取代，在新建的塔設(shè)備中以很少采用；篩板塔結(jié)構(gòu)簡單，造價低，落差小，氣體壓降低，傳質(zhì)效率較高，但是缺點是篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、粘度大的物料，且若設(shè)計或操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，使得操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降，故在工業(yè)上應(yīng)用較為謹(jǐn)慎；浮閥塔是在泡罩塔和篩板塔的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩種塔的優(yōu)點，浮閥塔結(jié)構(gòu)也較簡單、制造方便、造價低；塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大，而且其操作彈性也較大，氣液接觸時間較長，因此傳質(zhì)效率較高。乙醇和水的常壓沸點分別為78℃和100℃，因此采用常壓精餾，稍稍加壓，塔頂壓力為（+4）kPa。一般塔釜都設(shè)置再沸器，輸入一定熱量使部分液體汽化，產(chǎn)生上升蒸汽，使精餾過程得以進(jìn)行，大多數(shù)情況下均采用間接加熱，但是對于塔內(nèi)重組分是水的體系來說，由于水將作為塔釜產(chǎn)品從塔底排出，此時就可以省去一個再沸器，采用直接蒸汽加熱的方式來對塔釜進(jìn)行加熱，本系統(tǒng)中乙醇為輕組分，水為重組分，因此可以采用直接蒸汽加熱，加熱蒸汽的溫度由塔釜溫度和加熱蒸汽規(guī)格決定， kPa（表壓），可作為加熱的熱源。U型流液體流徑長，可以提高板效率，其板面利用率也高，但它的液面落差大，只適用于小塔和液體流量較小的塔；單溢流液體流徑較長，塔板效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，；雙溢流的液體流動的路程短，可降低液面落差，但塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，板面利用率低，一般用于直徑大于2m的塔中。若精餾段和提餾段的塔徑相差較大，應(yīng)考慮采用變徑塔。因此選擇一個合適的回流比是很重要的，一般來說，操作回流比都選為最小回流比的一個倍數(shù)。操作流程簡圖見附圖。然后作出進(jìn)料線，即q線。本次設(shè)計采用圖解法，其步驟如下：1）在已做好的XY相圖中找到A（XD,XD）點，即（，）。由于塔頂和塔底部分平衡線和操作線之間距離太近，所以在圖解時將這兩部分放大。由此可見要確定塔效率，首先需要確定塔板的溫度，而塔板的溫度又與實際板數(shù)息息相關(guān)，因此計算需要迭代，其迭代思路如下：。溫度的影響可按照下面的經(jīng)驗公式估算：式中常數(shù)C對不同物系、不同組成的數(shù)值均不同。滿足手算的要求，℃。℃℃塔頂：進(jìn)料：塔底：精餾段：提餾段：由物性數(shù)據(jù)表[3]查得不同溫度下的乙醇和水液相密度（線性插值得到）：時，℃時，時，認(rèn)為混合物的密度為各組分的加權(quán)平均值，則有塔頂：進(jìn)料：塔底：精餾段：提餾段：由于本精餾塔是在常壓下操作，因此氣相可以看成理想氣體，由理想氣體狀態(tài)方程知：塔頂：進(jìn)料：塔底：精餾段：提餾段：二元有機(jī)物水溶液的表面張力在寬濃度范圍內(nèi)，可由下式求?。合聵?biāo)w，o，s分別指水、有機(jī)物及表面部分；x為摩爾分?jǐn)?shù)；V為摩爾體積，cm3/mol；，為純水和有機(jī)物的表面張力，dyn/cm3。至此，塔頂、進(jìn)料、塔底的液體表面張力都已知，從而可以算出精餾段和提餾段的液體表面張力：精餾段：精餾段：由以上求得塔內(nèi)氣液兩相的摩爾流量、平均摩爾質(zhì)量、平均密度這些條件就可以得到塔內(nèi)氣液兩相的體積流量，其計算如下：塔頂：進(jìn)料：塔底：精餾段和提餾段的平均體積流量為：精餾段：提餾段：至此，精餾塔的平均參數(shù)已經(jīng)全部求出，將其匯總于下表。設(shè)計時一般根據(jù)嚴(yán)重液沫夾帶時的氣速來決定，該氣速稱為極限空塔氣速，以umax表示。板式塔的塔間距參考數(shù)值如下：塔徑D/m~~~~~板間距HT/mm200~300300~35
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