化工原理課程設計---分離苯—甲苯混合液的浮閥板式精餾塔工藝設計-預覽頁
【正文】 設計方案的選擇和論證 1 設計流程本設計任務為分離苯__甲苯混合物。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。蒸餾過程按操作方式不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾，我們這次所用的就是浮閥式連續(xù)精餾塔。要保持塔的穩(wěn)定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。 因為這次設計采用間接加熱，所以需要再沸器。本設計采用連續(xù)精餾操作方式。選R=2Rmin。另外還具有結構簡單，造價低，制造方便，塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大等優(yōu)點。而且浮閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負荷的變動而自動調節(jié)，因而在較寬的氣體負荷范圍內，均能保持穩(wěn)定操作。和平衡線方程聯(lián)立求得：取操作回流比。由經(jīng)驗式[3]式中，μ—相對揮發(fā)度；—加料液體的平均粘度；及μ為塔頂及塔底平均溫度時的數(shù)值。精餾段實際板層數(shù)提餾段實際板層數(shù)(不含再沸器)查苯甲苯體系的tx（y）圖可知：精餾段平均溫度：提餾段平均溫度： 操作壓強塔頂壓強 =取每層塔板壓降ΔP=，進料板壓強： =+12=塔底壓強：=+24= kPa 精餾段平均操作壓力： 提餾段平均操作壓力：精餾段平均摩爾分數(shù)精餾段平均摩爾質量 提餾段平均摩爾分數(shù) 提餾段平均摩爾質量： （1）氣相平均密度計算理想氣體狀態(tài)方程計算，即精餾段氣相密度：提餾段氣相密度：（2）液相平均密度計算由式 求相應的液相密度。各項計算如下：（1）溢流堰長，即（2）溢流堰堰高hw查1－10[1]圖得，取E=，則取板上清液層高度 故（3）降液管的寬度Wd和降液管的面積由，查圖得計算液體在降液管中停留時間故降液管設計合理。（3）開孔區(qū)面積計算 其中： 故（4）浮閥數(shù)計算及其排列預先選取閥孔動能因子,由F0=可求閥孔氣速，即每層塔板上浮閥個數(shù)為個浮閥的排列，考慮到各分塊的支承與銜接要占去一部分鼓泡區(qū)面積，閥孔排列采用等腰三角形叉排方式。每層塔板靜壓頭降可按式計算。本設計5 s可見，所夾帶氣體可以釋出。（2）嚴重漏液校核當閥孔的動能因數(shù)低于5時將會發(fā)生嚴重漏液，前面已計算，可見不會發(fā)生嚴重漏液。利用兩點確定一條直線，便可在負荷性能圖中得到霧沫夾帶的上限線。所以對液體的流量須有一個限制，其最大流量必須保證滿足上述條件。 代入的值則可求出為按上式作出的液相負荷下限線是一條與氣相流量無關的豎直線。第二章 熱量衡算選用飽和水蒸氣，溫度140℃,。原因：冷卻水方便易得，清潔不易結垢，升溫線越高，用水量越小，但平均溫差小，傳熱面積大，綜合考慮選擇15℃。得到此溫度下： 注：回流液組成與塔頂組成相同。泡點回流溫度℃，℃；被冷凝的氣體的平均溫度，冷凝水的平均溫度。對于蒸餾塔的再沸器，一般選立式列管換熱器。本設計采用直管進料管，管徑計算如下： 取， 采用直管回流管，取。在空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)象嚴重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設備的正常操作。由于裙座內徑,故裙座壁厚取16mm。塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，取除沫器到第一塊板的距離為600mm，塔頂部空間高度為1200mm。 (NPSH)。 備注252。 uu 塔板形式252。 252。 252。 u 相鄰兩橫排中心線距離u 單板壓降ΔP/Pa252。 uu 降液管內清液層高度Hd/m252。 uu 氣相負荷上限Vsmax/(m3/s)252。 u 漏液控制u 操作彈性252。通過自學及老師的指導，不僅鞏固了所學的化工原理知識，更極大地拓寬了我們的知識面，讓我們更加認識到實際化工生產(chǎn)過程和理論的聯(lián)系和差別，這對將來工作無疑將起到重要的作用。致謝感謝我們的化工原理老師****和CAD制圖老師***，同時感謝****老師和**老師在課下給予的輔導。經(jīng)過老師們的指導，我們學習到很多在書本中學不到的知識，提高了運用理論知識解決實際問題的能力，自身的綜合素質也不斷提升。K）lw堰長mL下降液體流量kmol/hLS液相流量m3/sM摩爾質量kg/kmolN塔板數(shù)P操作壓力kPaPr普朗特數(shù)ΔP壓力降Paq進料狀況參數(shù)Q熱負荷kJ/hr鼓泡區(qū)半徑mR回流比Re雷諾數(shù)t溫度℃Δtm平均溫度差℃u空氣速m/su0閥孔氣速m/su0c臨界閥孔氣速m/sV上升蒸汽流量kmol/hVS氣相流量m3/sW塔底產(chǎn)品流量kmol/hwd降液管寬度mwc邊緣區(qū)寬度wh冷卻水用量kg/hwS安定區(qū)寬度m附 錄
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