化工原理苯和甲苯的分離項目設(shè)計方案(存儲版)
【正文】 塔板的分塊 因故塔板采用分塊式。 (4) 液相負(fù)荷上限線 以作為液體在降液管中停留時間的下限 據(jù)此可作出與氣體流量元關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線。 (2) 液沫夾帶線 以為限，求關(guān)系如下： 由聯(lián)立以上幾式，整理得在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果列于表312。 圖3在負(fù)荷性能圖上，作出操作點，連接，即作出操作線。 法蘭由于近似常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，帶頸平焊鋼管法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)的法蘭。/165。也要感謝同學(xué)們的幫助，為我論文寫作提出了很多寶貴的意見和建議。 通過課程設(shè)計,學(xué)生應(yīng)該注重以下幾個能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)： 1. 查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)(包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)中和從生產(chǎn)現(xiàn)場中搜集)的能力； 2. 樹立既考慮技術(shù)上的先進性與可行性，又考慮經(jīng)濟上的合理性，并注意到操作時的勞動條件和環(huán)境保護的正確設(shè)計思想，在這種設(shè)計思想的指導(dǎo)下去分析和解決實際問題的能力；3. 迅速準(zhǔn)確的進行工程計算的能力；4. 學(xué)會了用簡潔的文字，清晰的圖表來表達(dá)自己設(shè)計思想的能力；5. 提高了計算機使用的能力，學(xué)會了公式編輯器的使用。由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過多會使制造時塔體的彎曲度難以達(dá)到要求，一般每隔68塊板開設(shè)一個孔，本塔分別在第124塊板處（從上往下數(shù)）開設(shè)一個人孔，即可。 表 313 LsVs關(guān)系LsVs由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線。由上圖查得 故操作彈性為 2提餾段(1) 漏液線 由 得在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果列于表311。 (3) 液相負(fù)荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。對提餾段： 初選板間距，取板上液層高度， 故 查得；依式 校正物系表面張力為時 可取安全系數(shù)為，則安全系數(shù)（）， 故 按標(biāo)準(zhǔn),塔徑圓整為1m，則空塔氣速。表32 Antoine 常數(shù)組分ABC苯甲苯 苯和甲苯的液相密度ρL表33 苯和甲苯的液相密度溫度℃8090100110120苯kg/m3甲苯kg/m3 液體表面張力σ表34 液體表面張力溫度t,℃6080100120140苯mN/m甲苯mN/m 液體粘度μL表35 液體表面張力溫度t,℃6080100120140苯mPas甲苯mPas 塔的工藝計算塔頂操作壓力 = 每層塔板的壓降 △P= KPa進料操作壓力 PF=+=塔底操作壓力 PW=+=精餾段平均壓力 Pm==提餾段平均壓力 Pm== 操作溫度的計算依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由安托尼方程計算。甲苯幾乎不溶于水( g/l)，但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多數(shù)其他常用有機溶劑中也有很好的溶解性。 文獻(xiàn)檢索 通過查找兩物質(zhì)的性質(zhì)以及文獻(xiàn)檢索等確定設(shè)計方案。蒸餾是物料在塔內(nèi)的多次部分汽化與多次部分冷凝所實現(xiàn)分離的。對于有毒物料，不能讓其蒸汽彌漫車間。因此，在必要的位置上要裝置調(diào)節(jié)閥門，在管路中安裝備用支線。主要遵循滿足選題要求、經(jīng)濟、安全、環(huán)保、節(jié)能等原則。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作為回流，其余為塔頂產(chǎn)品，經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。設(shè)計中采用氣液混合物進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至溫度后送入精餾塔內(nèi)。篩板塔的特點如下：（1）結(jié)構(gòu)簡單、制造維修方便（2）生產(chǎn)能力大，比浮閥塔還高。五十年代起對篩板塔進行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握了篩板塔的性能，并形成了較完善的設(shè)計方法。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。由塔頂上升的蒸氣進入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。蒸氣由塔底進入，與下降液進行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點)組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點)組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。此外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等。篩板塔是很早出現(xiàn)的一種板式塔。只是漏液點低，操作彈性小。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。苯和甲苯混合液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔。表21 參數(shù)選取項目方 式壓力加料狀態(tài)加熱方式回 流 比冷凝器冷卻介質(zhì)板式塔選取連續(xù)精餾常壓氣液混合間接蒸汽R=()Rmin全凝器自來水篩板塔 選擇原則 通過老師確定選題，小組成員通過文獻(xiàn)檢索、討論等方式進行計算、設(shè)計，最終確定設(shè)計流程圖。其次所定的設(shè)計方案需要有一定的操作彈性，各處流量應(yīng)能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，必要時傳熱量也可進行調(diào)整。 保證安全生產(chǎn)條件可以的話，保證安全生產(chǎn)也是必要的。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篩板式連續(xù)精餾塔。設(shè)計過程中主要通過文獻(xiàn)檢索與小組討論確定設(shè)計方案及流程圖。甲苯帶有一種特殊的芳香味（與苯的氣味類似），在常溫常壓下是一種無色透明，清澈如水的液體，密度為0．866g／cm，對光有很強的折射作用（折射率：）。 相關(guān)符號說明表21 相關(guān)符號說明符號意義SIA組分Ａ的量KmolB組分Ｂ的量KmolC組分Ｃ的量KmolD塔頂產(chǎn)品流率Kmol/sEＴ總板效率X液相組分中摩爾分率y氣相組分中摩爾分率α相對揮發(fā)度μ粘度PasF原料進量或流率Kmol/sL下降液體流率Kmol/sN理論塔板數(shù)P系統(tǒng)的總壓Paq進料中液相所占分率r汽化潛熱KJ/Kmolt溫度KV上升蒸氣流率Kmol/sW蒸餾釜的液體量Kmolhc與干板壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨萴hd液體流出降液管的壓頭損失mhL板上液層高度mZ塔的有效段高度mθ液體在降液管內(nèi)停留時間sρL液體密度Kg/m3ρV氣體密度Kg/m3接上：ρV氣體密度Kg/m3σ液體表面張力dyn/cmWd`降液管寬度mρ密度Kg/m3Aa基板鼓泡區(qū)面積m2Af總降壓管截面積m2AT基截面積m2C氣相負(fù)荷參數(shù)C20 時的氣相負(fù)荷參數(shù)D塔徑
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