【正文】 u m sD??? 塔高的計(jì)算 塔的高度可以由下式計(jì)算： ( 2 )P T T F WZ H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? 已知實(shí)際塔板數(shù)為 28?N 塊，板間距 ? 由于料液較清潔，無(wú)需經(jīng)常清洗，可取每隔 8 塊板設(shè)一個(gè)人孔，則人孔的數(shù)目 S 為： 31828 ???S 個(gè) 取人孔兩板之間的間距 ? ，則塔頂空間 ? ，塔底空間? ，進(jìn)料板空間高度 ? ，那么，全塔高度： mZ )3228( ?????????? 15 5. 塔板結(jié)構(gòu) 尺寸的確定 塔板尺寸 由于塔徑大于 800mm，所以采用單溢流型分塊式塔板。 ? 39。 表 4 精餾段的汽液相負(fù)荷 名稱(chēng) 汽相 液相 平均摩爾質(zhì)量 / /kg kmol 平均密度 / 3/kgm 814 體積流量 / 3/mh ( 3/ms) 3804( 3/ms) 11 提餾段 整理提餾段的已知數(shù)據(jù)列于表 5，采用與精餾段相同的計(jì)算方法可以得到提餾段的負(fù)荷，結(jié)果列于表 6。39。39。Oconenell )對(duì)全塔效率進(jìn)行估算： 由相平衡方程式1 ( 1)xy x??? ??可得 ( 1)( 1)yxxy? ?? ? 根據(jù)乙醇 ~水體系的相平衡數(shù)據(jù)可以查得： 818 ?? Dxy 1 ? (塔頂?shù)谝粔K板 ) ?fy ?fx (加料板 ) ?wx ?wy (塔釜 ) 因此可以求得： , ??? wf ??? 全塔的相對(duì)平均揮發(fā)度： 9 3 0 1 1 1 ??????? wfm ???? 全塔的平均溫度： f Wm t t ttC?? ??? ? ? 186。 其比熱為 /pwc kJ kg C??186。 在進(jìn)出預(yù)熱器的平均溫度以及 ? 186。 5 表 2 原料液、餾出液與釜?dú)堃旱牧髁颗c溫度 名稱(chēng) 原料液 餾出液 釜?dú)堃? /%fx 38 92 fx (摩爾分?jǐn)?shù) ) 摩爾質(zhì)量 /kg kmol 沸點(diǎn)溫度 t /℃ 最小回流比及操作回流比的確定 由于是泡點(diǎn)進(jìn)料， qx = fx =，過(guò)點(diǎn) )19 ,19 (e 做直線(xiàn) x= 交平衡線(xiàn)于點(diǎn) d ，由點(diǎn) d 可讀得 qy =，因此： 1 9 3 1 8 i n ?? ????? FqqD xy yxR 可取操作回流比 R== = 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜?dú)堃毫康挠?jì)算 以年工作日為 300 天，每天開(kāi)動(dòng)設(shè)備 24 小時(shí)計(jì)，進(jìn)料量為： hk mo lF / 100046000 ??? ?? 由全塔的物料衡算方程可寫(xiě)出： 0V F D W? ? ? 0 0y? (蒸汽 ) /D kmol h? 00 f D WV y Fx D x W x? ? ? 3 5 1 .8 1 /W kmol h? 39。為此，我們擬采用塔釜?dú)堃簩?duì)原料液進(jìn)行加熱。 加熱方式 精餾塔的設(shè)計(jì)中多在塔底加一個(gè)再沸器以采用間接蒸汽加熱以保證塔內(nèi)有足夠的熱量供應(yīng)；由于乙醇 ~水體系中，乙醇是輕組分，水由塔底排出，且水的比熱較大，故可采用直接水蒸氣加熱，這時(shí)只需在塔底安裝一個(gè)鼓泡管，于是可省去一個(gè)再沸器，并且可以利用壓力較底的蒸汽進(jìn)行加熱，無(wú)論是設(shè)備費(fèi)用還是操作費(fèi)用都可以降低。 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 原料：乙醇 ~水溶液，年產(chǎn)量 46000 噸 乙醇含量： 38%(質(zhì)量分?jǐn)?shù) )，原料液溫度： 45℃ 設(shè)計(jì)要求：塔頂?shù)囊掖己坎恍∮?92%(質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 塔底的乙醇含量不大于 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 表 1 乙醇 ~水溶液體系的平衡數(shù)據(jù) 液相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 汽相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 液相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 汽相中乙醇的含量 (摩爾分?jǐn)?shù) ) 3 二：計(jì)算過(guò)程 1. 塔型選擇 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按年工作日 300 天，每天開(kāi)動(dòng)設(shè)備 24 小時(shí)計(jì)算，產(chǎn)品流量為 6389kg/h，由于產(chǎn)品粘度較小，流量較大，為減少造價(jià)，降低生產(chǎn)過(guò)程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產(chǎn)效率，選用浮閥塔。塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和研究，已經(jīng)受到化工行業(yè)的極大重視。 長(zhǎng)期以來(lái)，乙醇多以蒸餾法生產(chǎn)，但是由于乙醇 ~水體系有共沸現(xiàn)象，普通的精餾對(duì)于得到高純度的乙醇來(lái)說(shuō)產(chǎn)量不好。 1 一、概述 乙醇 ~水是工業(yè)上最常見(jiàn)的溶劑，也是非常重要的化工原料之一，是無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)致癌性、污染性和腐蝕性小的液體混合物。 回流液管 釜?dú)堃撼隽瞎? 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 液相負(fù)荷下限線(xiàn) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。18 III 漏液驗(yàn)算 18 板 上充氣液層阻力 1h 18 干板阻力 ch 排列 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 浮閥數(shù)目及排列 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 塔高的計(jì)算 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 9 提餾段 9 精餾段與提餾段的體積流量 4 最小回流比及操作回流比的確定 3 2. 操作條件的確定 1 技術(shù)來(lái)源 《化工原理課程設(shè)計(jì)》報(bào)告 46000 噸 /年乙醇 ~水 精餾裝置設(shè)計(jì) II 目 錄 一、概述 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 5 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量、釜?dú)堃毫康挠?jì)算 7 全塔效率的估算 9 4. 精餾塔主題尺 寸的計(jì)算 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 5. 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 弓形降液管 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。18 液泛驗(yàn)算 19 霧沫夾帶上限線(xiàn) 漏液線(xiàn) 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 進(jìn)料管 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 水蒸汽進(jìn)口管 …………………………………………… 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。山東業(yè)已推出了推廣燃料乙醇的法規(guī)。 塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。 技術(shù) 來(lái)源 目前，精餾塔的設(shè)計(jì)方法以嚴(yán)格計(jì)算為主，也有一些簡(jiǎn)化的模型，但是嚴(yán)格計(jì)算法對(duì)于連續(xù)精餾塔是最常采用的，我們此次所做的計(jì)算也采用嚴(yán)格計(jì)算法。 塔底壓力 5( 10 300 )N Pa? 進(jìn)料狀態(tài) 雖然進(jìn)料方式有多種，但是飽和液體進(jìn)料時(shí)進(jìn)料溫度不受季節(jié)、氣溫變化和前段工序波動(dòng)的影響，塔的操作比較容易控制；此外，飽和液體進(jìn)料時(shí)精餾段和提餾段的塔徑相同，無(wú)論是設(shè)計(jì)計(jì)算還是實(shí)際加工制造這樣的精餾塔都比較容易，為此，本 次設(shè)計(jì)中采取飽和液體進(jìn)料。雖然塔頂蒸汽冷凝可以放出大量熱量，但是由于其 位能較低，不可能直接用作為塔底的熱源。 WM = kmolkg/ 45℃ 下，原料液中2 3 2339 7 1 . 1 / , 7 3 5 /H O C H C H O Hk g m k g mrr== 由此可查得原料液，塔頂和塔底混合物的沸點(diǎn)，以上計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2。于是冷凝水用量可求 ： hkgttC QW pc CC /1 3 7 2