設(shè)計(jì)16000噸甲醇-水連續(xù)填料蒸餾塔(編輯修改稿)
2025-07-01 06:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (3)塔進(jìn)料溫度 tF 數(shù)據(jù)如表所示： 溫度 t/176。C 液相中甲醇 的摩爾分?jǐn)?shù) 汽相中甲醇 的摩爾分?jǐn)?shù) tF xF ＝ / （來源自表 2） 可得： (－ ) / (－ ) ＝ (－ ) / ( tF－ ) tF＝ 176。C 1 13 熱量衡算 (1)冷凝器的熱負(fù)荷 冷凝器的熱負(fù)荷 Qc＝ (R＋ 1) D (IVD－ ILD) 其中 IVD ——塔頂上升的蒸汽的焓 ILD ——塔頂餾出液的焓 IVD－ ILD＝ xD ?HV甲 ＋ (1－ xD) ?HV水 其中 ?HV甲 ——甲醇的蒸發(fā)潛熱 ?HV水 ——水的蒸發(fā)潛熱 蒸發(fā)潛熱與溫度的關(guān) 系： ?H V2＝ ?HV1 [(1－ Tr2) / (1－ Tr1)] 表 3 沸點(diǎn)下蒸發(fā)潛熱列表 [3] 組分 沸點(diǎn) t /176。C 蒸發(fā)潛熱 ?Hr / (kJ/ kmol) Tc / K 甲醇 水 100 塔頂溫度下的潛熱計(jì)算： tD＝ 176。C 時(shí) 對(duì)甲醇， Tr1＝ T1/ Tc＝ (＋ ) / ＝ Tr2＝ T2 / Tc＝ (＋ ) / ＝ 蒸發(fā)潛熱 HV甲 ＝ [(1－ ) / (1－ )] ＝ kJ/ kmol 對(duì)水，同理可得， Tr2＝ T2 / Tc＝ Tr1＝ T1 / Tc＝ 蒸發(fā)潛熱 ?HV水 ＝ [(1－ )/(1－ )]＝ kJ/kmol 對(duì)全凝器做熱量衡算 (忽略熱量 損失 ) Qc＝ (R＋ 1) D (IVD－ ILD) 泡點(diǎn)回流，塔頂含甲醇量高，與露點(diǎn)接近，可得 IVD－ ILD＝ xD ?H甲 ＋ (1－ xD)?H 水 1 14 IVD－ ILD＝ ＋ (1－ ) ＝ kJ/kmol Qc＝ (R＋ 1)D(IVD－ ILD)＝ 3 ＝ (2)冷卻介質(zhì)消耗量 常溫下 t＝ 35176。C 時(shí)， Cpc＝ 1 kcal (kg?176。C)－ 1 且 1 kcal/kmol＝ kJ/kmol 可得 Wc ＝ Qc/ [Cpc(t2－ t1)]＝ () / [1(45－ 35)] ＝ kg/h (3)加熱器的熱負(fù)荷及全塔熱量衡算 表 4 甲醇，水不同溫度下的比熱容 [單位： kcal/(kg?176。C) ] 組分 tD ＝ 176。C tF ＝ 176。C 平均值 tW ＝ 176。C tF ＝ 176。C 平均值 甲醇 水 可得 ：甲醇 Cp1ave(tD－ tF)＝ (－ )＝－ Cp1ave’ (tW － tF)＝ (－ )＝－ 水 Cp2ave(tD－ tF)＝ (－ )＝－ Cp2ave’ (tW － tF)＝ (－ )＝ ∫ Cp(D~F) dt ＝ [Cp1avexD’＋ Cp2ave(1－ xD’)] (－ ) ＝ [＋ ](－ )＝－ ∫ Cp(W~F) dt ＝ [Cp1ave’xW’＋ Cp2ave’(1－ xW’)](－ ) ＝ [＋ ]＝ 且已知 D＝ ＝ D’＝ kg/h W’＝ kg/h QD＝ D’∫Cp(D~F)dt ＝ ( － )＝－ ＝－ QW＝ W’ ∫Cp(W~F)dt＝ ＝ ＝ 對(duì)全塔進(jìn)行熱量衡算 QF＋ QS＝ QD＋ QW＋ QC 1 15 以進(jìn)料溫度所對(duì)應(yīng)的焓值為基準(zhǔn)做熱量衡算： QS＝ QD＋ QW＋ QC－ QF ＝－ ＋ ＋ － 0＝ ＝ 195106 kJ/h 塔釜熱損失為 10％， QS’＝ QS / = 106 kJ/h 其中 QS —— 加熱器理想熱負(fù)荷 QS’ —— 加熱器實(shí)際熱負(fù)荷 QD —— 塔頂餾出液帶出熱量 QW —— 塔底帶出熱量 (5)加熱蒸汽消耗量 當(dāng) T＝ ， p=300kPa ， ?Hr 水蒸氣 ＝ kJ/kg Wh ＝ QS’/ ?Hr 水蒸氣 =106 / = kg/h 表 5 熱量衡算數(shù)據(jù)結(jié)果列表 符號(hào) QC WC QF QD QW QS’ Wh 數(shù)值 106kJ/h 五 、 精餾塔工藝條件及有關(guān)物性的計(jì)算 塔頂條件下的流量及物性參數(shù) xD’＝ 98% ， xD＝ ， MLD＝ MVD＝ kg/kmol ， D＝ ， D’＝ kg/h， tD＝ 176。C (1)汽相密度： ρVD＝ (MVD/)(TO/T)(p/po)＝ ()[(＋ )] ＝ kg/m3 (2) 液相密度： tD＝ 176。C ， 查常用溶劑相對(duì)密度表可得： ρ 甲醇 ＝ 735 kg/m3 1 16 表 6 不同溫度下水的密度 溫度 t/176。C 密度 ρ/ (kg/m3) 60 tD＝ 176。C ρ 水 70 內(nèi)插 法求解 (－ ) / (－ ρ 水 )＝ (70－ 60) / (70－ ) 可得 ρ 水 ＝ kg/m3 1/ρLD ＝ xD’/ρ 甲醇 ＋ (1－ xD’)/ ρ 水 ， ρLD ＝ kg/m3 (3)液相粘度： tD＝ 176。C ，查有機(jī)化合物液體粘度表可得， 181。甲醇 ＝ mPa?s 表 7 不同溫度下水的粘度 溫度 t/176。C 粘度 181。/ (mPa?s) 60 tD＝ 176。C 181。水 70 內(nèi)插法求解 (－ )/(－ 181。水 )＝ (70－ 60)/(70－ ) 可得 181。水 ＝ mPa?s OHOHCHL xx23 lg)1(lglg ??? ???， 181。LD＝ mPa?s (4)液體表面張力： tD＝ 176。C ，查醇類水溶液表面張力圖可得， σ 甲醇 ＝ 表 8 不同溫度下水的表面張力 溫度 /176。C 表面張力 σ/(mN/m) 60 tD＝ σ 水 70 1 17 內(nèi)插法求解 (－ )/(σ 水 － )＝ (70－ 60)/(－ 60) 可得 σ 水 ＝ mN/m σLD＝ σ 甲醇 xD＋ σ 水 (1－ xD)＝ ＋ ＝ mN/m 表 9 精餾塔頂部數(shù)據(jù)結(jié)果列表 符號(hào) MLD MVD ρVD ρLD 181。LD σLD 數(shù)值 kg/kmol kg/kmol kg/m3 kg/m3 mPa?s mN/m 塔底條件下的流量及物性參數(shù)： xw’ ＝ % ， xW ＝ % ， MVW ＝ MLW＝ kg/kmol ， W’＝ kg/h ， tW＝ 176。C (1)汽相密度： ρVW＝ (MVW /)(TO/T)(p/po)＝ ()[(＋ )] ＝ kg/m3 (2)液相密度： tW＝ 176。C ，近似可以看成是 100176。C ρLD ＝ kg/m3 (3)液相粘度： tW＝ 176。C ，查飽和水的物性參數(shù)表可得， 181。水 ＝ mPa?
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