年產(chǎn)量4萬(wàn)噸正戊烷-正己烷分離過(guò)程篩板精餾塔設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-09-30 18:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 12 0 1 2 39。39。39。1 ?????? mwmn xxRxRRy q 線方程： x= fx = 相對(duì)揮發(fā)度計(jì)算： 88?????????????????? 相平衡公式：yyxxxyy )1(11 ??????? ??? 理論板的計(jì)算： fDxxyxyxyxxy???? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????44332211相平衡操作線相平衡操作線相平衡操作線相平衡 由計(jì)算知第 4 板為加料板。 Wxxyxyxyxyxyyx???? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ??998877665554相平衡操作線相平衡操作線相平衡操作線相平衡操作線相平衡操作線 得：因 總理論板為 9（包括蒸餾釜），精餾段理論板數(shù)為 3，第 4 板為進(jìn)料板 全塔效率的估算 由表 1 數(shù)據(jù)可得理 想混合溶液的 tyx 圖： 13 溫度t/℃正戊烷的摩爾分?jǐn)?shù)，x或y圖2x W x Fx D由圖 2 得：塔頂?shù)臏囟?tD=℃ 進(jìn)料口處的溫度 tF=℃ 塔釜溫度 tW=℃ 精餾段平均溫度 ct ?? 提餾段平均溫度 ct ?? 因此全塔平均溫度為： Ctttt WDFm ???????? 查數(shù)據(jù)得 ： t=50℃時(shí)，μ A= s，μ B= mPa s t=60℃時(shí)，μ A= s，μ B= mPa s 因此 tm=℃時(shí)，μ A= s，μ B= mPa s 因?yàn)椋?L i Lix???? 所以 μ LF= + = mPa s μ LD= + = mPa s μ LW= + = mPa s 全塔液體的平均黏度： 14 μ Lm =（ μ LF+μ LD +μ LW） /3=（ ++） /3= mPa s 所以全塔效率為： 5 5 )2 0 ( )( ???? ?LmE ?? 實(shí)際塔板數(shù) PN 精餾段實(shí)際塔板數(shù) N 實(shí) =3/=≈ 6 提餾段實(shí)際塔板數(shù) N 實(shí) =6/=≈ 11 因此，總實(shí)際塔板數(shù)為 N 實(shí) =6+11=17 四、工藝計(jì)算 操作壓力 塔頂操作壓力 k P appp D ????? 表當(dāng)?shù)? 每層塔板壓降 kPap ?? 進(jìn)料板壓力 kpp F ???? 精餾段平均壓力 (+)/2= kPa 塔底操作壓力 39。?FP 1 0 939。w PP ???? 提餾段平均壓力 k P 1 32/) 1 0 9(2 ???mP 15 平均摩爾質(zhì)量 塔頂氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量：由 xD=y1= 和相平衡方程yyx )1( ??? ??，得 x1= MVDm= + = kg/kmol MLDm= + =進(jìn)料板氣 、液混合物平衡摩爾質(zhì)量：得 yF=， xF= MVFm= + = kg/kmol MLFm= + = kg/kmol 精餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量： MVm=（ +） /2= kg/kmol MLm=（ +） /2=提餾段氣、液相混合物平均摩爾質(zhì)量：由 ?? x 得 XD= 時(shí)， ?D 。 MVDm= + = kg/kmol MLDm= + = kg/kmol 精餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量： MV180。m=（ +） /2= kg/kmol ML180。m=（ +） /2= 平均密度 （ 1） 氣相平均密度 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即 16 ??mVmmVm RTMp? ? ? 3/ mkg??? ? （ 2）液相平均密度 液相平均密度計(jì)算公式： ?? iim W ??1 表 41 各組分的液相密度與溫度的關(guān)系 溫度（℃） 正戊烷（ kg/m3） 正己烷（ kg/m3） 0 10 20 30 616 40 50 60 620 70 80 90 100 535 由表 41 圖 42 正戊烷密度與溫度的關(guān)系圖 17 /kg/m310020030040050060070020 40 60 80 100 120溫度/ oCt D=D= f =t f =t W =W =0 圖 43 正己烷密度與溫度的關(guān)系圖 / k g / m 31 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 020 40 60 80 1 0 0 1 2 0溫度/ oCt D= 3 8 . 1 6D= 6 3 9 . 8 6 1f = 6 3 3 . 1 2 6t f = 4 5 . 7 3t W = 6 6 . 2 5W = 6 1 3 . 8 8 30 ① 塔頂液相平均密度 塔頂溫度： ?Dt ℃ 由圖 42,43 可得： 3/ mkgA ?? 3/ mkgB ?? 3, /1 mkgDmL ???? 18 ② 進(jìn)料板液相平均密度 進(jìn)料板溫度： tF=℃ 由圖 42,43 可得： 3/4 0 9 9 mkgA ?? 3/1 2 3 3 mkgB ?? 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ?AW 3, /1 mFmL ???? 精餾段液相平均濃度為 ρ Lm=（ +） /2=同理可得：塔頂 液相密度 D? ： kg/m3 塔釜液相密度 W? ： 3/mkg 加料板液相密度 f? ： 3/mkg 料液平均密度 l? ： 3/mkg 精餾段平均密度 1? ： 3/mkg 提餾段平均密度 2? ： 3/mkg 全塔平均密度 ? ： 3/mkg 液相表面平均張力的計(jì)算 液相平均表面張 力計(jì)算公式： σ Lm=? iix? 各段表面張力： ? ? 2/fD1 ??? ?? ? ? 2/W2 f??? ?? 19 表 42 各組分的表面張力與溫度的關(guān)系 溫度（ ℃ ） 正戊烷（ mN/ ） 正己烷（ mN/ ） 0 10 20 16 30 17 40 50 60 14 70 80 12 90 100 由表 42 得 圖 43 正戊烷表面張力與溫度的關(guān)系圖 20 40 60 80 100溫度/5101520張力/ m0t W=t f=t D= 圖 44 正己烷表面張力與溫度的關(guān)系圖 20 20 40 60 80 100溫度/5101520張力/ m0t W=t f=t D= ① 塔頂液相平均表面張力： 塔頂溫度： ?Dt ℃ 由圖 44,45 可得： A? = ? =DmL,? = + = mN/m ② 進(jìn)料板液相平均表面張力： 進(jìn)料板溫 度： ?Ft ℃ A? = mN/m B? = mN/m FmL,? = + = mN/m 精餾段液相平均表面張力為 Lm? =（ +） /2=同理可得：塔頂 液相 表面張力： mN/m 塔釜液相 表面張力 ： nN/m 加料板液相 表面張力 ： 料液平均 表面張力 ： 精餾段平均 表面張力 ： mN/m 提餾段平均 表面張力 ： mN/m 21 全塔平均表面張力： mN/m 物性數(shù)據(jù)總匯 表 43 物性數(shù)據(jù)匯總表 T （℃） ρ L （ kg/m3） ρ V (kg/m3) σ ( 10^3N/m) 塔頂 加料板 塔釜 精餾段 提餾段 全塔 料液 五、塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 最大空塔氣速和空塔氣速 22 最大空塔氣速 VVLC ? ?? ??m a xu 空塔氣速 m a x)~( uu? 精餾段的氣、液相體積流率為 sVMV VmVms /m2 2 6 0 0 8 13 6 0 0 3????? ? smLM mLm /0 0 3 6 0 0 6 0 0L 3Ls ?? ??? ? 提餾段的氣、液相體積流率為 smMV VmmV / 6 0 0 6 0 0V 3s ??????? ?? sML mLmL /m 0 . 0 0 8 61 3 1 33 6 0 0 3 33 6 0 039。L 3s ?? ???? ??? C 由公式 20 ??????? ?CC求取，
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