甲醇—水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 逆流操作過(guò)程。 浮閥塔廣泛用于精餾、吸收和解吸等過(guò)程。其閥孔直徑為 39mm，重閥質(zhì)量為 33g，輕閥為 25g。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。此設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系的精餾問(wèn)題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過(guò)程，該設(shè)計(jì)方法被工程技術(shù)人員廣泛的采用。 H | HCOH | H 分子結(jié)構(gòu)： C 原子以 sp3 雜化軌道成鍵， 0 原子以 sp3 雜化軌道成鍵。熔點(diǎn) ℃、沸點(diǎn) ℃、密度 克 /厘米 3（ 20℃）、能溶于水和許多有機(jī)溶劑。 工業(yè)上用一氧化碳和氫氣的混合氣（合成氣）在一定的條件下制備甲醇：甲醇可用做溶劑和燃料，也是一種化工原料，主要用于生產(chǎn)甲醛（ HCHO）：工業(yè)酒精里含有甲醇，但是工業(yè)酒精的主要成分還是乙醇。甲醇是較好的人工合成蛋白的原料，蛋白轉(zhuǎn)化率較高，發(fā)酵速度快，無(wú)毒性，價(jià)格便宜。 甲醇是容易輸送 10 的清潔燃料，可以單獨(dú)或與汽油混合作為汽車燃料，用它作為汽油添加劑可起節(jié)約芳烴，提高辛烷值的作用，汽車制造也將成為耗用甲醇的巨大部門，甲醇的消費(fèi)已超過(guò)其傳統(tǒng)用途，潛在的耗用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其化工用途，滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。我國(guó)甲醇工業(yè)無(wú)疑將迅速發(fā)展起來(lái)。 m olmoVoO （??? ? 甲醇表面張力 : 80100 ????? ? ’甲醇’甲醇 ，解得： ?? 水表面張力 : 90100 ?????? ’水’水 ，解得： ?? ?39。 ???? w Q’ )* *(*) 1(* 3/23/2 ????? A’ =B’ +Q’ = 聯(lián)立方程組 )lg(39。39。m ?? （ 4）混合物粘度 1t =℃，查表得：μ水 =（ mPa*s) μ醇 =（ mPa*s) 2t =℃，查表得：μ’水 =（ mPa*s) μ’醇 =（ mPa*s) 精餾段黏度：μ 1=μ醇 x1+μ水 (1x1) =（ mPa*s) 提餾段黏度：μ 2=μ’醇 x1+μ’水 (1x2) =（ mPa*s) （ 5）相對(duì)揮發(fā)度 ①精餾段揮發(fā)度：由 xA= yA= 得 xB= yB= 所以 xy xy ?? AB BA? ②提餾段揮發(fā)度：由 ?’ , ?’A 得 39。39。 ①精餾段 L=RD=*=（ kmol/s) V=(R+1)D=*=（ kmol/s) 已知：k m olkgvk m olkgL k m olkgMvk m olkgML /?? ?? ?? ， 則有質(zhì)量流量： L1= * ??LM L (kg/s) V1= * ??VM V (kg/s) 體積流量 :Ls1= 311 10* ???LL? ( 3m /s) Vs1= ??VV?( 3m /s) ②提餾段：因本設(shè)計(jì)為飽和液體進(jìn)料，所以 q=1 L’ =L+qF=（ kmol/s) V’ =V+(q1)F=（ kmol/s) 已知： m o lMm o lML /,/ ?? m o lvm o lL /,/ ?? ?? 則有質(zhì)量流量 L2= *39。 如圖一 圖解法求理論塔板層數(shù) 采用圖解法求理論板層數(shù)，由圖 31 的梯級(jí)數(shù)目可知，全塔的理論塔板數(shù)為 NT=14（包括再沸器） 進(jìn)料板位置 NT=8 圖一 18 已知，精餾段操作線方程： ?????? 11y 1 RxxRR Dnn ?nx 提餾段操作線方程： ????? ??? WqFL Wxy w1 mm xWqFL qFL ?mx （ 1）精餾段 已知 ?? ， smPaL ?? ? 所以 )( ???? ?TE 塊故精精 31, 14 ???? PTTP NENN （ 2）提餾段 已知 39。 ????PTTP NENN 全塔所需的實(shí)際塔板數(shù)為 )(512031P 塊提精 ????? NNN PP 全塔效率 %51 113 ???? PTT NNE 加料板位置在第 29塊塔板上 （ 1） 精餾段 由 ? ? m ~ uu ?? ，VVLCu ? ?? ??m ax ， 式中 C可由 史 密斯關(guān)聯(lián)圖查 出： 圖二 橫坐標(biāo)數(shù)值： 10*31111 ???? ?VLssVL ?? 取板間距 mHT ? ，板上清液層高度 mhL ? ，則 mhH LT ?? ， 查圖得 ?C ， 則氣體負(fù)荷因子 )( ???C 最大空塔氣速 smu / a x ???? 為了避免霧沫夾帶及液泛的發(fā)生，一般情況 ? ? m ~ uu ? 此處安全系數(shù)取 ，則 ? ?smuu /3 6 3 m a x1 ?? muVD s 111 ?????? 20 ?D圓整 橫截面積： )( 22 mA T ??? 空塔氣速： )/( 39。2 smu ?? (1)堰長(zhǎng) Wl 一般情況下，堰長(zhǎng)取塔徑的 ~ 倍，即：取 )( mlW ??? 出口堰高：本設(shè)計(jì)采用平直堰，堰上液頭高度 owh 按 Francis 式計(jì)算： 32 ????????? WAow lLEh E為對(duì)弓形堰的矯正系數(shù)，由下圖計(jì)算得到，若為圓筒堰，則 E 近似取 1。0不小于 20mm， 故降液管設(shè)計(jì)高度合理 ， h0滿足要求。 )( wTd hHH ??? 即 dwfd hhhH ??? （ 1） 精餾塔： ①單層氣體通過(guò)塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?hp1= ②液體通過(guò)液體降液管的壓頭損失： mhl Lh w sd ) ()( 220211 ???? ③板上液層高度： hL=，則 Hd1=++= 取 ? =，已選定 HT=， hw1= 則 ? ? ? ?0 4 8 ???? wT hH? = 可見， Hd1 ? ?1wT hH ?? ，所以符合防止淹塔的要求。 (2)提餾段： 查 物性系數(shù) 得 K= ，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖 CF= 泛點(diǎn) 率 = % ??? ????? =% 泛點(diǎn)率 = %%1005 0 2 ????? ?? 由 計(jì)算可知 ， 能夠滿足要求。 ? ? m in ???????wsl LE 取 ?E ，則 ? ? )/(00 04 36 10 323mi n smlL ws ??????? ??? 由上述五條線可畫出負(fù)荷性能圖 ： 30 參考文獻(xiàn) [1] 譚天恩 .化工 原理（ 上 ） [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 1994. [2] 譚天恩 .化工原理（下） [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 1994. [3] 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院著 . 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1996. [4] 華南理工大學(xué)化工原理教研室著．化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì) [M]．廣州 : 華南理工大學(xué)出版社 , 1986. 附 圖 A 附 圖
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