【論文】苯-氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計(jì)工藝計(jì)算書-wenkub
2023-06-21 19:13:07 本頁面
【正文】 此平均溫度下查化工原理附錄11得：。其中，精餾段塊，提餾段塊，第4塊為加料板位置。將表31中數(shù)據(jù)作圖得曲線。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾過程。二．設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn) 浮閥塔應(yīng)用廣泛，對液體負(fù)荷變化敏感，不適宜處理易聚合或者含有固體懸浮物的物料浮閥塔涉及液體均布問題在氣液接觸需冷卻時會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜板式塔的設(shè)計(jì)資料更易得到，而且更可靠。整個精餾塔包括：塔釜、塔節(jié)、進(jìn)料罐、進(jìn)料預(yù)熱器、塔釜液儲罐、塔頂冷凝器、回流比控制器、產(chǎn)品儲罐等。六．設(shè)計(jì)內(nèi)容 ；；；；；；；；；；（可根據(jù)實(shí)際情況選作）；。原料液中含氯苯為38%（以上均為質(zhì)量%）。二．操作條件（表壓）；，自選；，自選；(表壓)；；三．塔板類型篩板或浮閥塔板（F1型）。七．設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)苯氯苯純組分的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)溫度，（℃）8090100110120130苯760102513501760225028402900氯苯148205293400543719760其他物性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊。塔壓降由變送器測量，塔釜上升蒸汽量可通過采用釜液溫度或靈敏板進(jìn)行控制，塔壓可采用穩(wěn)壓閥控制，并可裝載自動安全閥。浮閥塔更適合 塔徑不很大，易氣泡物系，腐蝕性物系，而且適合真空操作。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。二．全塔的物料衡算（一）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率 kg/。 圖31 苯—氯苯混合液的x—y圖在圖上，因，查得，而。（二）實(shí)際塔板數(shù)選用公式計(jì)算。（近似取兩段效率相同）精餾段：塊，取塊提餾段：塊，取塊總塔板數(shù)塊。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示：（氯苯的臨界溫度：）（六）液體的平均粘度塔頂：查化工原理附錄11，在80℃下有：加料板：精餾段：五．精餾段的汽液負(fù)荷計(jì)算汽相摩爾流率汽相體積流量汽相體積流量液相回流摩爾流率液相體積流量液相體積流量冷凝器的熱負(fù)荷六．塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算（一）塔徑，則：（即泛點(diǎn)氣速）查Smith通用關(guān)聯(lián)圖得負(fù)荷因子泛點(diǎn)氣速：m/s，則空塔氣速為圓整取，此時的操作氣速。液體在降液管內(nèi)的停留時間（滿足要求） （4）降液管的底隙高度~，取液體通過降液管底隙的流速，則有：（~，本結(jié)果滿足要求） （1）邊緣區(qū)寬度與安定區(qū)寬度邊緣區(qū)寬度：一般為50~75mm，D 2m時，可達(dá)100mm。每層塔板的開孔數(shù)（孔）每層塔板的開孔率（應(yīng)在5~15%，故滿足要求）每層塔板的開孔面積氣體通過篩孔的孔速（三）篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 (1)由查圖510得= (2)氣體通過液層的阻力由下式計(jì)算 m/s 查表511，得β=. （3）液體表面張力的阻力計(jì)算液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 由下式計(jì)算氣體通過每層塔板的液柱高度為氣體通過每層塔板的壓降為（滿足工藝要求）對于篩板塔，液面落差很小，且本案例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 （77）圖71精餾段篩板負(fù)荷性能圖 在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn)A，連接OA，即作出操作線。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，通常取HD為（ ～）HT。人孔直徑通常為450mm（本設(shè)計(jì)取600mm）。 精餾裝置的主要附屬設(shè)備包括蒸氣冷凝器、產(chǎn)品冷凝器、塔底再沸器、原料預(yù)熱器、直接蒸汽鼓管、物料輸送管及泵等。 如圖82(a)和(b)所示。 圖82 冷凝器的型式如圖82（c）所示。 需指出的是，在一般情況下，冷凝器采用臥式，因?yàn)榕P式的冷凝液膜較薄，故對流傳熱系數(shù)較大，且臥式便于安裝和維修。一般情況下進(jìn)、出口阻力可忽略不計(jì)，故管程總阻力的計(jì)算式為 (82)式中：ΔPΔP2——分別為直管及回彎管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降，Pa； Ft——結(jié)垢校正因數(shù)，對Φ25mm；對Φ19mm； NP——管程數(shù)； Ns——串聯(lián)的殼程數(shù)。 (1)計(jì)算并初選設(shè)備規(guī)格a．確定流體在換熱器中的流動途徑b．根據(jù)傳熱任務(wù)計(jì)算熱負(fù)荷Q。f．由總傳熱速率方程Q = KSΔtm，初步計(jì)算出傳熱面積S，并確定換熱器的基本尺寸（如D、L、n及管子在管板上的排列等），或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備規(guī)格（2）計(jì)算管程、殼程壓強(qiáng)降 根據(jù)初定的設(shè)備規(guī)格，計(jì)算管程、殼程流體的流速和壓強(qiáng)降。否則需另設(shè)K值，重復(fù)以上計(jì)算步驟。塔底液體進(jìn)入底液池中，再進(jìn)入再沸器的管際空間被加熱而部分汽化。 （b）是夾套式再沸器，液面上方必須留有蒸發(fā)空間，一般液面維持在容積的70%左右。這種型式再沸器汽化率不大于40%，否則傳熱不良。 圖82 再沸器的型式 各接管直徑由流體速度及其流量，按連續(xù)性方程決定，即： 式中：VS——流體體積流量，m3/ s； u——流體流速，m/ s； d——管子直徑，m。 （3）進(jìn)料管徑dF料液由高位槽進(jìn)塔時，～。加熱蒸氣鼓泡管（又叫蒸氣噴出器）若精餾塔采用直接蒸氣加熱時，在塔釜中要裝開孔的蒸氣鼓泡管。但太小不僅增加阻力損失，而且容易堵塞。 離心泵的選擇，一般可按下列的方法與步驟進(jìn)行： （1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭 液體的輸送量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量在一定范圍內(nèi)波動，選泵時應(yīng)按最大流量考慮。另外，泵的型號選出后，應(yīng)列出該泵的各種性能參數(shù)。1． 滿足工藝和操作的要求 所設(shè)計(jì)出來的流程和設(shè)備能保證得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品?；亓鞅葘Σ僮髻M(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用均有很大的影響，因此必須選擇合適的回流比。塔體大都安裝在室外，為能抵抗大自然的破壞，塔設(shè)備應(yīng)具有一定剛度和強(qiáng)度。采用減壓操作有利于分離相對揮發(fā)度較大組分及熱敏性的物料，但壓力降低將導(dǎo)致塔徑增加，同時還需要使用抽真
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