乙醇—水體系精餾裝置設(shè)計(jì)方案-免費(fèi)閱讀
【正文】 塔頂溫度升高，說明塔頂難揮發(fā)組分增加，產(chǎn)品質(zhì)量下降。通常選常壓操作，如果常壓操作時(shí)，塔頂蒸氣的露點(diǎn)低于常溫，則應(yīng)適當(dāng)提高塔的操作壓力，使塔頂蒸氣露點(diǎn)升至常溫以上，采用冷卻水就能將塔頂蒸氣全部冷凝，此壓即為適宜的操作壓力。為此，選擇一熱力學(xué)狀態(tài)與進(jìn)料最接近的塔板作為進(jìn)料板，才是所求的最佳進(jìn)料板。若q值下降幅度較大，如q1,必將導(dǎo)致提餾段分離能力下降。同時(shí)，利用直接蒸汽加熱方法分離甲醇—水的混合物可以省掉再沸器，達(dá)到節(jié)能的目的，所以經(jīng)濟(jì)上較合理，并且可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作。此外在流程確定方案選擇上，本設(shè)計(jì)盡可能的減少固定投資，降低操作費(fèi)用，以期提高經(jīng)濟(jì)效益。管內(nèi)蒸汽速度為2025m/s。按冷凝器與塔的相對(duì)位置區(qū)分，有整體式、自流式和強(qiáng)制循環(huán)式。Ls(m3/s)Vs(m3/s)（2）提餾段：由代入漏液點(diǎn)氣速式，得將代入并整理，得 （）此即提餾段氣相負(fù)荷下限關(guān)系式，在操作范圍內(nèi)任取個(gè)值，依（）式計(jì)算相應(yīng)的值，列于下表中，依表中數(shù)據(jù)作提餾段氣相負(fù)荷下限線（）。 操作性能負(fù)荷圖 霧沫夾帶線依式，式中 精餾段：近似取，故取霧沫夾帶極限值為液/氣，已知得下式：整理得：（1）在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依（1）式計(jì)算出相應(yīng)的值列于下表中。即 其中塔板布置圖從略。取=，并延長(zhǎng)交于y軸，由圖讀出y=，由最小回流比計(jì)算式得：k = = 解得：Rmin=取操作回流比 （3）求理論板數(shù)。（3）加熱方式 精餾塔通常設(shè)置再沸器，采用間接蒸汽加熱，以提供足夠的能量，若待分離的物系為某種輕組分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加熱方式，但在塔頂輕組分回收率一定時(shí)，由于蒸汽冷凝水的稀釋作用，使殘液輕組分濃度降低，所需塔板數(shù)略有增加。（3） 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算和計(jì)算機(jī)繪圖的能力。課程設(shè)計(jì)方案選定所涉及的主要內(nèi)容有：操作壓力、進(jìn)料狀況、加熱方式及其熱能的利用。（4）熱能的利用 精餾過程的原理是多次進(jìn)行部分汽化和冷凝，因此熱效率很低，通常進(jìn)入再沸器的能量?jī)H有5%左右被利用。精餾段操作線為 如圖，：層（包括再沸器），其中精餾段理論板數(shù)為22層，提餾段為5層，第12層為加料板。篩孔數(shù)與開孔率取篩孔的孔徑為，正三角形排列，一般碳鋼的板厚為，取，故孔中心距。Ls(m3/s)Vs(m3/s)依表中數(shù)據(jù)在圖中做出精餾段霧沫夾帶線（1）。Ls/(m3/s)Vs/(m3/s)取平堰、堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件，依式取，則 整理上式，得 （5）或（） 依此值分別在圖及圖上作精餾段及提餾段液相負(fù)荷下限線（5）及（）。對(duì)于小型塔，冷凝器一般位于塔頂，可采用整體式或自流式，其優(yōu)點(diǎn)是蒸汽壓強(qiáng)降較小，可借改變氣升管或塔板位置調(diào)節(jié)位差以保證回流與采出所需的壓頭，并且可以節(jié)省安裝面積。一般對(duì)于黏度較大的流體，流速應(yīng)取得小些；對(duì)于黏度小的流體，可采用較大的流速。由于任務(wù)書上規(guī)定的生產(chǎn)任務(wù)長(zhǎng)期固定，故采用連續(xù)精流流程。綜合以上設(shè)計(jì)結(jié)果可知，此設(shè)計(jì)中選擇的各項(xiàng)工藝操作條件均符合要求，能夠使精餾過程達(dá)到預(yù)期效果。所以，對(duì)設(shè)計(jì)型問題，應(yīng)增加理論板數(shù)或提高回流比，重新設(shè)計(jì)精餾塔。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇液相關(guān)鍵組分的比與進(jìn)料的關(guān)鍵組分比最接近的塔板作為進(jìn)料板是最適宜的。但是，壓力提得過高，將導(dǎo)致設(shè)備投資增加過大，所以應(yīng)權(quán)衡操作費(fèi)用和設(shè)備投資，選擇一適宜的操作壓力。由于物料衡算關(guān)系的制約，一部分輕組分或易揮發(fā)組分將進(jìn)入塔釜，引起塔釜液溫度下降，使塔底產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求，易揮發(fā)組分的損失增大。如果塔頂溫度有明顯變化，若塔壓恒定，必定塔頂氣液相組成有較大的變化。（4）操作壓力對(duì)精餾操作的影響 操作壓力對(duì)精餾塔所用熱源及冷劑品位影響較大，而低溫冷劑較難獲取，其成本常高于熱源成本
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