甲醇-水精餾化工原理課程設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 原料的質(zhì)量流量：F=10000Kg/h 料液的各組分混和密度：= 體積流率： = 取一天的進料量為儲罐的體積：V0=*24/= 圓整后：V0=360m3 ()塔底產(chǎn)品儲槽餾出液的質(zhì)量流量：W=5153kg/h170料液的各組分混和密度：產(chǎn)品流率：V =5153/= m3/h取一天的產(chǎn)量為儲罐的體積：/=24/=圓整后，V0=170m3 ()塔頂產(chǎn)品儲槽產(chǎn)品質(zhì)量流量D=塔頂料液密度為：產(chǎn)品流率：V =取一天的產(chǎn)量為儲罐的體積：=24/=，V0=190m3 四、費用的計算（一）設(shè)備費用的計算換熱器費用的計算塔頂換熱器換熱管外徑25mm，取換熱管中心距S=32mm殼體內(nèi)徑=32*（71）+25+2*10 =237mm殼體厚度 取=,=110 Mpa，=，則 由C=C1+C2=+2= =+= 則鋼板名義厚度=5mm 換熱器管程所用鋼材體積V1=dL*n*1 計算得V1=*3000*10*164**10**10= 其質(zhì)量為m1=V1=7850kg/ m* m= 其費用為F1=7500元/噸*= 換熱器殼程所用鋼材體積V2=dL* 計算得V2=*（237+5）*10*5*10*3000*10= 114m 其質(zhì)量為m2=V2=7850kg/ m* 114 m= 其費用為F2=4580元/噸*=； +=；同理得：； ； ；。由上圖可得故操作彈性為 精餾段提餾段各段平均壓強PmKpa各段平均溫度tm℃平均流量氣相Vsm3/s液相Lsm3/s實際塔板數(shù)N 塊1214板間距HTm塔的有效高度Zm塔徑Dm空塔流速um/s塔板液流型式單流行單流行溢流裝置溢流管型式弓形弓形堰長lwm堰高Hwm降液管寬度Wdm管底與受液盤距離Hom板上清液層高度hLm孔徑domm5孔間距tmm孔數(shù)n個6173開孔面積M2篩孔氣速uom/s塔板壓降hpKpa液體在降液管中的停留時間S降液管內(nèi)清液層高度Hdm霧沫夾帶evKg液/kg氣負荷上限霧沫夾帶控制負荷下限漏液控制 本設(shè)計采用直接壓縮式熱泵回收塔頂蒸氣熱量，用于塔底釜液的再沸用熱。 塔板負荷性能圖 、液漏線 由 得: 整理得 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 值，以上式計算出 值，計算結(jié)果列于下表：Ls/m3/sVs/m3/s由上表數(shù)據(jù)即可作出液漏、液沫夾帶線 以 為限，求關(guān)系如下:由 how==故 整理得： 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 值，以上式計算出 值，計算結(jié)果列于下表。⑵邊緣區(qū)寬度確定取Wa=Ws’=，Wc=⑶開孔區(qū)面積計算開孔區(qū)Aa按下式計算，即Aa=2（x+）其中 x=D/2(Wd+Ws)=(+)= r=D/2Wc==故 Aa=㎡⑷篩孔計算及其排列 所處理的物系無腐蝕性，可選用б=，取篩孔直徑do=。各項計算如下：⑴堰長lw取 lw==*=⑵溢流堰高度hw由 hw=hlhow選用平直堰，堰上液層高度how由下式計算，即how=E有上圖可近似取E=1，則how=*1* =取板上清液層高度 hl=60mm故 hw==⑶弓形降液管寬度Wd和截面積Af由 lw/D=查圖(化工原理實驗及課程設(shè)計 148頁圖21)，得Af /At= Wd/D=故 Af = At =*=㎡Wd==*=驗算液體在降液管中停留時間，即θ=3600AfHt/Lh=3600**＞5s故降液管設(shè)計合理。常取Hb＝～2m。HT’——開設(shè)手孔、人孔處板間距，m。s 精餾塔的塔底工藝尺寸計算精餾段氣液相體積流率為Vs==*Ls==*取板間距Ht=，板上液層高度hl=，則Hthl==查史密斯關(guān)聯(lián)圖 C20=（化學(xué)工程基礎(chǔ) 267頁）C=C20=μmax=*[()/]1/2=，則空塔氣速為μ==*=D= [(4*()1/2]=按標準塔徑圓整后為 D=塔截面積為㎡At=п/4=П**㎡實際空塔氣速為μ= 精餾塔有效高度的計為方便塔的檢修，塔壁上應(yīng)開設(shè)若干人孔。s μB =s 進料液相平均粘度的計算 由Tf=℃，查手冊得μA=熱流體T/0C 2535 冷流體T/0C 有Q2= 則A=473(4)原料預(yù)熱器熱量衡算塔釜流出的殘釜液的溫度在120攝氏度，這樣可以在塔釜與進料板之間加一個換熱器，將殘幅液冷凝時放出的熱量用在加熱原料液。則塔頂L蒸汽所具的熱量Q=CpM=**=*106kJ/h熱流體T/0C 冷流體T/0C 2535 總的傳熱系數(shù)K可取600W/(m2*k)（見《化學(xué)工程基礎(chǔ)》，林愛光） A= m2取冷卻水進出換熱器的溫度分別為250C和350C，則冷凝器冷凝介質(zhì)水的消耗量為Wc=Q/C*(t1t2)=*106/*(3525)=29587kg/h。此時高溫蒸汽流過再沸器中熱交換器降溫，使再沸器中的液體溫度升高，流出的苯蒸氣用于其它地方，通過用其放出熱量的同時也降低了其自身的溫度，達到冷凝的目的。甲醇的摩爾質(zhì)量 M甲醇 =水的摩爾質(zhì)量 M水 = 表1 甲醇和水的物理性質(zhì)項目相對分子質(zhì)量Mr沸點/℃臨界溫度 t/℃臨界壓強P/kPa甲醇水100原料液的摩爾組成：XF=(+)=同理可求得： XD=(+)=Xw=(+)=．2 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量原料液的平均摩爾質(zhì)量：MF=*+()*=塔頂?shù)钠骄栙|(zhì)量MD=*+（）*=塔底的平均摩爾質(zhì)量 MW=*+()*= 原料處理量 F=10000/= 總物料衡算 =D+W 甲醇的物料衡算 *=+ 聯(lián)立解得 D= W=由此可查得原料液，塔頂和塔底混合物的沸點，以上計算結(jié)果見表2。與此同時也存在著一個大問題：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，這是在正常情況下。蒸汽加熱，就是把塔頂蒸汽加壓升溫，使其返回用作本身的再沸熱源，回收期冷凝體熱。浮閥塔板結(jié)構(gòu)簡單，即在塔板上開若干個孔，在每個孔的上方裝上可以上下浮動的閥片，閥片有三條腿，插入閥空后將各底角轉(zhuǎn)九十度定位，形成限制閥片上升高度和防止被氣體吹走的凸肩。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點狀態(tài)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻后送至儲罐。 技術(shù)來源目前，精餾塔的設(shè)計方法以嚴格計算為主，也有一些簡化的模型，但是嚴格計算法對于連續(xù)精餾塔是最常采用的，我們此次所做的計算也采用嚴格計算法?！痘ぴ碚n程設(shè)計》報告 10000kg/h 甲醇~水精餾裝置設(shè)計 一、概述 3 設(shè)計依據(jù) 3 技術(shù)來源 3 設(shè)計任務(wù)及要求 3二、計算過程 41 設(shè)計方案及設(shè)計工藝的確定 4 設(shè)計方案 4 工藝流程簡介 42. 塔型選擇 53. 操作條件的確定 5 操作壓力 5 進料狀態(tài) 5 6 熱能利用 64. 有關(guān)的工藝計算 6 9 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 9．2 原料液及塔頂、
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