甲醇—水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計-課程設(shè)計(存儲版)
【正文】 ① tF: ?? = 78t ??F tF=℃ ② tD: 6566?? = 66??tD tD=℃ ③ tW: ?? = 100??tD tW=℃ ④精餾段平均溫度： 1t = 2tt DF? = 2 ? =℃ ⑤提餾段平均溫度： 2t = 2t tWF? =℃ (2）密度 已知：混合液密度：L?1=AA??+BB??(α為質(zhì)量分率， M 為平均相對分子質(zhì)量），不同溫度下甲醇和水的密度 混合氣密度 :ρ v= ①精餾段 1t =℃ 液相組成 x1： ?? = ??x x1= 12 氣相組成 y1： ??= ??y y1= 所以 1ML =32*+18*=（ kg/mol) 1Mv =32*+18*=（ kg/mol) ②提餾段： 2t =℃ 液相組成 x2： ??= ??x x2= 氣相組成 y2： ?? = ?? y2= 所以 2ML =32*+18*=（ kg/mol) 2Mv =32*+18*=（ kg/mol) 表二 溫度℃ 甲 醇密度 kg/m^3 水 kg/m^3 60 741 70 731 80 721 90 713 100 704 求得在 1t 、 2t 下的甲醇和水的密度 1t =℃， 7417316070?? = ??甲? ρ甲 = kg/m^3 6070?? = ? ?水? ρ水 = kg/m^3 同理， 2t =℃， 甲 ?? = kg/m^3 ， 水 ?? = kg/m^3 在精餾段：液相密度ρ L1 11L?= *1832** ）（ ?+ 甲?? = ρ L1= kg/m^3 氣相密度：ρ v1=）（ 7 3* 7 3*2 5 ?= kg/m^3 在提餾段：液相密度ρ L2： 氣相密度：21L?= *1832** ）（ ?+ 甲 ??? ρ L2= 氣相密度：ρ v2=）（ 3* 3*48 ? kg/m^3 (3)混合液體表面張力 不同溫度下甲醇和水的表面張力如下表 表三 溫度℃ 60 70 80 90 100 甲醇表面張力 /mN/m 水表面張力/mN/m ①精餾段 1t =℃ Vm=ww?m= =(cm^3/mol) Vo=oo?m= =(cm^3/mol) 甲醇表面張力： 6080?? =甲醇??? ，σ甲醇 = 水表面張力： 6080?? =水??? ，σ水 = 02??w= xoV o)w V wxoV o( )(x2w?x V w = )**(** 2]^*[ ??? ）（ 因為 xD=,所以 xW== B=lg(o?? 2^w)= 14 Q= )3/2^q 3/2^o(** w V wVoTq ?? ? = )* *(*) 1(* 3/23/2 ???? A=B+Q= 聯(lián)立方程組 A=lglg(sosw??2^), ψ sw+ψ so=1 代入求得ψ sw=, ψ so= 4/1m? = 4/14/1 ** ?,σ m= ②提餾段 2t =℃ )/ 18m 339。39。 ?B , 39。2 ??LM L (kg/s) V2= *39。1 smu ?? （ 2）提餾段 橫坐標(biāo)數(shù)值 ： 10*42222 ???? ?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 )20 ( ???C 最大空塔氣速 smu / 39。 (1)塔板分布 D=， 采用分塊式塔板，以便通過人孔裝拆塔板 (2)浮閥數(shù)目與排列 ①精餾段： 閥孔氣速： )/( smFu V ??? ? 每層塔板上的浮閥數(shù)目為： （塊）4201201 ?????udVN s? 取邊緣區(qū)寬度 破沫區(qū)寬度： mWs ? 計算塔 板上的鼓泡區(qū)面積： )( mWDRc ????? 、 )(2 )(2 ???????sd WWDx ???????? ???? ? RxRxRxA a 1222 s i n1802 ] rc s i [*2 222 ????? )( 2m? 浮閥排列方式采用等 腰 三角形叉排 ，取 同一橫排的孔心距 t=75mm=， 則估算排間 距 t’ =taNA = ??? 所以按 t=75mm， t39。 (1)物 沫夾帶線 泛點率 = bFLSVLVSAKCZLV 1111 ?? ?? ? 100% 據(jù)此可作出符合性能圖中的物沫夾帶線，按泛點率 計算 ①精餾段 ： ??? ????? Ss LV 整理得則有： ss LV ?? ②提餾段 ： ??? ?????? ss LV 則有： ss LV ???? 32 122 sss LLV ???(2)液泛線 當(dāng)氣體與液體流量均過大時，降液管被泡沫液所充滿，導(dǎo)致降液管液泛。由以上計算可知，液沫夾帶能夠滿足 ev（ kg 液 /kg 氣）的要求。 （ 3） 降液管底隙高度 ① 精餾段 取降液管底隙流體流速 smu / ? 22 mWc ? 則 mulLh w s * ??? ①提餾段： mulLh w S 00 ????? 因為 h39。39。 圖一 16 xD= xF= xw= 因為泡點進料，所以 q=1 且 xq=xF= 且 q點過相平衡線 ,所以由圖一可得 則 yq== 該線與平衡線的交點坐標(biāo)為： q（ ， ） 故最小回流比為： Rmin= ?????? qqqD xy yx 取操作回流比為： R== 對角線上定出點 c，先計算 yc； ??? 1RxDcy ? = 再在 y軸上標(biāo)定點 c，聯(lián)結(jié)點 a、點 c即得到兩操作線 ac；作 q 線，如圖線 fd；作提餾段操作線 bd；作梯級。so?? , 39。0239。從我國能源結(jié)構(gòu)出發(fā)，甲醇由煤制的技術(shù)已經(jīng)成熟，近幾年由煤制甲醇的工藝已經(jīng)全面工業(yè)化生產(chǎn)，將來在我國甲醇有希望替代石油燃料和石油化工的原料，蘊藏著潛在的巨大市場。隨著技術(shù)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的改變，甲醇又開辟了許多新的用途。甲醇是無色有酒精氣味易揮發(fā)的液體。本次設(shè)計的浮閥塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。 浮閥有盤式、條式等多種，國內(nèi)多用盤式浮閥，此型又分為 F－ 1型（ V－ 1 型）、 V－ 4型、十字架型、和 A型，其中
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