課程設計--- 丙酮-水二元篩板精餾塔設計-預覽頁
【正文】 能不同（或沸點不同）來實現(xiàn)分離目的。在工業(yè)中，廣泛應用精餾方法分離液體混合物，從石油工業(yè)、酒精工業(yè)直至焦油分離，基本有機合成，空氣分離等等，特別是大規(guī)模的生產(chǎn)中精餾的應用更為廣泛。此外，按操作是否連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾。塔設備一般分為階躍接觸式和連續(xù)接觸式兩大類。篩板塔和泡罩塔相比較具有下列特點：%，板效率提高產(chǎn)量15%左右；而壓降可降低30%左右；另外篩板塔結構簡單，消耗金屬少，塔板的造價可減少40%左右；安裝容易，也便于清理檢修。工業(yè)應用小以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場合(如分離粘度大、易結焦的物系)。近年來，由于設計和控制水平的不斷提高，可使篩板的操作非常精確，彌補了上述不足，故應用日趨廣泛。二、設計說明書1 設計單元操作方案簡介 蒸餾過程按操作方式的不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾兩種流程。蒸餾是通過物料在塔內(nèi)的多次部分氣化與多次部分冷凝實現(xiàn)分離的，熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻劑中的冷卻介質將余熱帶走。對于氣、液恒摩爾流的塔段，只需任選其中一塊塔板進行設計，并可將該設計結果用于此塔段中。對篩孔少、塔徑大的塔段，為減少進塔壁處液體“短路”，可在近塔壁處設置擋板。（3）塔板版面布置設計及降液管設計。此外，泡點進料，提餾段和精餾段塔徑大致相同，在設備制造上比較方便。所以本設計應采用再沸器提供熱量，采用3kgf/cm2（溫度130℃）間接水蒸汽加熱。其設備投資操作費用與回流比之間的關系如下圖所示。 塔頂冷凝水的選擇采用深井水，溫度t＝12℃流程簡介和流程圖 流程簡介（摩爾分數(shù)，下同）的丙酮水混合液經(jīng)過預熱器，預熱到泡點進料。對熱敏物料，一般采用減壓操作，可使相對揮發(fā)度增大，利于分離，但壓力減小，導致塔徑增加，要使用抽空設備。=(+)/2=℃、張力、流量及密度的計算 密度及流量設丙酮為a，水為b丙酮分子量為：(Ma) 水的分子量為： kg/kmol (Mb) Ⅰ、精餾段℃查txy圖得 xa＝，ya＝查表得：=，液相平均分子量：Ml=XaMa+(1Xa) Mb=氣相平均分子量：Mv= yaMa+(1ya) Mb=液相密度： 氣相密度：（氣相視為理想氣體）液相流量： 氣相流量： Ⅱ、提餾段提餾段平均溫度：℃查txy圖得 xa＝，ya＝=，=液相平均分子量：Ml’=XaMa+(1Xa) Mb=氣相平均分子量：Mv’= yaMa+(1ya) Mb= 液相密度：氣相密度：（氣相視為理想氣體）液相流量： 氣相流量： ：查圖知：塔頂液相表面張力=℃, = ,==*+()*=進料板液相表面張力TF=℃, =, ==*+*=塔底液相表面張力tw=℃，=，==*+*=精餾段平均液相表面張力提餾段平均液相表面張力全塔平均液相表面張力 液體平均粘度計算塔頂液體粘度:=℃,=,=同理,進料板液體=塔底液體=精餾段平均液相粘度(+)/2=提餾段平均液相粘度(+)/2=全塔平均液相粘度(+)/2=欲求塔徑應先求出空塔氣速 u＝安全系數(shù)umax 功能參數(shù)：取塔板間距=，板上液層高度，那么分離空間： h1==從史密斯關聯(lián)圖查得：，由于m/su==*=圓整得 D=塔截面積：實際空塔氣速：功能參數(shù)：取塔板間距=，板上液層高度，那么分離空間： h1==從史密斯關聯(lián)圖查得：，由于u’==*= 圓整?。?D39。，取則精餾段：=提鎦段：=故降液管底隙高度設計合理選用凹形受液盤，D≥800mm，故塔板采用分層，查表塔板分為3塊。)==（液柱）精餾段=液柱提餾段=液柱可按下計算∴精餾段=++= 提餾段=++= 液面落差，液面落差可以忽略不計。求得殼體直徑為977mm，則取D=1000mm。彎頭4半開型球閥ξ64設管長為5米,=20m 流量選擇IS200150315型離心泵,參數(shù)為流量V=,揚程,H=泵效率,?=80%軸功率Na=設計結果總匯篩板塔設計計算結果及符號匯總表參數(shù)符號參數(shù)名稱精餾段提餾段T m (C)平均溫度P m (kpa)平均壓力M Lm(kg/kmol)液相平均摩爾質M Vm(g/kmol)氣相平均摩爾質量ρlm (kg/m)液相平均密度ρvm (kg/m)氣相平均密度σm (dyn/cm)液體平均表面張力μm (mpa化工原理課程設計，大連:大連理工大學出版社，2006,陳常貴, 柴誠敬.《化工原理》（上、下冊），天津:天津大學出版社，竇梅，周明華 等編著. 化工原理(第三版)，北京:化學工業(yè)出版社，2006.，劉玉蘭. :華東理工大學出版社,2005，天津科學技術出版社，天津:2006. 湯景凝等 化工原理課程設計 山東：石油大學出版社，2001 四、設計感想化工原理課程設計已經(jīng)結束了，當看到這幾十頁紙時，心里非常激動，突然覺得這兩周來的付出非常值得。設計幫助我更好的熟悉了WORD、EXCEL等軟件的操作。 第 39 頁 共 39
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