【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 結(jié)果 :在 ,即 ℃ 時(shí) , ∑ Kixi≈ 1,故進(jìn)料溫度為 （二） 塔頂露點(diǎn)溫度計(jì)算 操作壓力： P 總 =1520mmHg 給定 P Y T 設(shè) T Ki=㏑ Pis/P ∑ (yi/Ki)1≤ ε xi 結(jié)束 調(diào)整 T N 圖 23 試差法結(jié)構(gòu)圖 試差過(guò)程見(jiàn)表 28 表 28 試差過(guò)程 組分 xi Pis /mmHg yi=Kixi Pis /mmHg yi=Kixi Pis /mmHg yi=Kixi DME 104 104 CH3OH 102 ∑ yi/Ki 結(jié)果 : 在 ,即 ℃ 時(shí) , ∑ yi/Ki≈ 1,故塔頂溫度為 （三） 塔釜泡點(diǎn)溫度計(jì)算 操作壓力： P 總 =1520mmHg 給定 P Y T 設(shè) T Ki=㏑ Pis/P ∑ Kixi ≤ ε yi 結(jié)束 調(diào)整 T N 圖 24 試差法結(jié)構(gòu)圖 試差過(guò)程見(jiàn)表 29 表 29 試差過(guò)程 組分 xi Pis /mmHg yi=Kixi Pis /mmHg yi= Kixi Pis /mmHg yi= Kixi DME 104 104 104 CH3OH 103 103 103 H2O 103 103 103 ∑ Kixi 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 結(jié)果 : 在 ,即 ℃ 時(shí) , ∑ Kixi≈ 1,故塔頂溫度為 精餾塔設(shè)備計(jì)算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) (一 ) 塔壓： 1520mmHg 進(jìn)料溫度： TF= 塔溫 塔頂溫度： TD= 塔釜溫度： TW= (二 ) 密度（參考《化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)》 ） 查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 表 210 密度數(shù)據(jù)表 溫度 /℃ DME/ kg/m3 CH3OH/ kg/m3 H2O/ kg/m3 50 60 110 120 407..8 122 經(jīng)插值計(jì)算得 表 211 插值計(jì)算后密度數(shù)據(jù)表 溫度 /℃ DME/ kg/m3 CH3OH/ kg/m3 H2O/ kg/m3 已知各組分在液相、氣相所占的比例，如表 212 所示 表 212 各組分所占比例 DME CH3OH H2O 液相 氣相 液相 氣相 液相 氣相 進(jìn) 料 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 摩爾分?jǐn)?shù) 塔 頂 質(zhì)量分?jǐn)?shù) — — 摩爾分?jǐn)?shù) — — 塔 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 105 105 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 釜 摩爾分?jǐn)?shù) 105 104 (1) 塔頂密度的計(jì)算 ① 液相平均密度： 1 1133, ??????OHCHOHCHD M ED M EiiDL xxx ???? =( kg/m3) ② 氣相平均密度： OHCHOHCHDM EDM E yMyMM iy iM 33 ?????? ???? ? ) g / mk( 3 . 3 3 7= 353DV, ??? ????? ?? TPMPT? (2) 進(jìn)料板密度的計(jì)算 ① 液相平均密度： 112233FL,OHOHOHCHOHCHD M EMEDii xxxx?????????? 1 ??? =(kg/m3) ② 氣相平均密度： OHOHOHCHOHCHDM EDM E yMyMyMM iy iM 2233 ???????? = + + = )g / mk 1 . 1 8 2 (=100 1 9 102 0 7 353FV, ??? ????? ?? TPMPT? (3) 塔釜密度的 計(jì)算 ① 液相平均密度： 112233WL,OHOHOHCHOHCHD M EMEDii xxxx?????????? = 2 7 81 15 ???? ?(kg/m3) 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 ② 氣相平均密度： OHOHOHCHOHCHDM EDM E yMyMyMM iy iM 2233 ???????? = 104+ + = ) g / mk 1 . 1 1 5 (=100 1 9 102 0 7 353WV, ??? ????? ?? TPMPT? ④ 精餾段和提餾段密度的計(jì)算 精餾段： 氣相平均密度： V? =1／ 2 ( FV,? + DV,? )= 1／ 2 (+)=(kg/m3) 液相平均密度： L? =1／ 2 ( FL,? + DL,? ) =1／ 2 (+)=(kg/m3) 提餾段： 氣相平均密度： V? ′ =1／ 2 ( FV,? + WV,? )= 1／ 2 (+)=(kg/m3) 液相平均密度： L? ′ =1／ 2 ( FL,? + WL,? ) =1／ 2 (+)=(kg/m3) (三 ) 表面張力的計(jì)算 查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 表 213 表面張力數(shù)據(jù)表 溫度 /℃ DME/ dyn/cm CH3OH/ dyn/cm H2O/ dyn/cm 50 60 110 120 130 經(jīng)插值計(jì)算得 表 214 插值計(jì)算后表面張力數(shù)據(jù)表 溫度 /℃ DME/ dyn/cm CH3OH/ dyn/cm H2O/ dyn/cm OHCHOHCHD M ED M EiiD xxX 33???? ??? ? 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 = + +0=(dyn/cm) OHOHOHCHOHCHDM EDM EiiF xxxX 2233 ????? ???? ? = + + =(dyn/cm) OHOHOHCHOHCHDM EDM EiiW xxxX 2233 ????? ???? ? = 105 + + =(dyn/cm) 精餾段： ㎝)30 .6 2( dy n /=)(21)(21 ????? FD ??? 精 提餾段： ㎝)( d y n / 5 4 .3 0=5 4 .1 1 )( 5 4 .5 021)(21 ????? FW ??? 提 表 215 工藝條件列表 精餾段 提餾段 平均密度 氣相 (kg/m3) 液相 液體表面張力 (dyn/cm) 液相 塔板數(shù)的確定 (一 ) 最小回流比 Rmin 的確定 ① 相對(duì)揮發(fā)度 本設(shè)計(jì)以 DME 為輕關(guān)鍵組分 A； CH3OH為重關(guān)鍵組分 B； H2O 為非重關(guān)鍵組分 C；以重關(guān)鍵組分為基準(zhǔn)物，即 BB? =1。 塔頂： )()()( 24 ?????? DSBSADBADAB PPKK? 進(jìn)料 ： )()()( 34 ?????? FSBSAFBAFAB PPKK? 3 0 8 )()()( 33 ?????? FSBSCFBCFCB PPKK? 塔釜： )()()( 34 ?????? WSBSAWBAWAB PPKK? 3 0 8 )()()( 33 ?????? WSBSCWBCWCB PPKK? 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 全塔平 均相對(duì)揮發(fā)度： 1 8 33 ????? WFDAB ???? 23 ???? WFDCB ???? ② 最小回流比 Rmin 本設(shè)計(jì)為泡點(diǎn)進(jìn)料 ,即飽和液體進(jìn)料 ， q=1 恩特伍德公式： 1)( m i n, ???? Rxi mDii ??? qxi ii ????? 1??? 故 011 0 0 2 4 7 0 1 2 3 ??????????????? ?????? i ii x 解得 ? = Rmin= 0 0 1 4 0 )( , ???????????? ??? i mDii x (二 ) 實(shí)際回流比 取實(shí)際回流比為最小回流比的 倍 則 R= Rmin= = (三 ) 最小理論板數(shù)的確定 o g ) o g (l o g])()l o g [ (15m i n ????????ABWBADBA xxxxN ? 故最小理論塔數(shù) Nmin=(不包括再沸器 ) （四） 全塔理論板數(shù)的確定 0 4 i n ??????R RR 同《化工原理》下冊(cè) P37 圖 130 吉利蘭圖查得 ???N NN Nmin = 代入，求得 N=(不包括再沸器 ) （五） 精餾段和提餾段理論板數(shù)的確定 平均相對(duì)揮發(fā)度： )()( ?????FD ABAB ??? 精 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 9 7 o g )0 0 2 4 7 0 1 2 0 0 1 4 0 9 9 8 o g (l o g])()l o g [ (1)( m i n ??????精精 ?FBADBA xxxxN 精餾段的最小理論塔板數(shù)為 精)( minN = = )( min 精N 代入 )( min ???NNN 精 ，求得 N= 故精餾段理論板數(shù)為 塊 ,提餾段為 塊 (六 ) 實(shí)際板數(shù)的確定 ① 板效率 0 .2 4 5LT )μ 0 .4 9 (αE ?? 查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 以進(jìn)料為計(jì)算基準(zhǔn) 表 216 黏度數(shù)據(jù)表 DME CH3OH H2O ix Li? s mPa s mPa s L? =∑ ix Li? = + + =(mPa s) 0 .2 4 5LT )μ 0 .4 9 (αE ?? = ( )= ② 塔內(nèi)實(shí)際板數(shù) ??? TTP ENN 取實(shí)際板層數(shù)為 27 塊 (不包括再沸器 ) (七 ) 精餾段和提餾段實(shí)際板數(shù)的確定 9 ??? TP ENN 精精 取實(shí)際精餾段塔板數(shù)為 12 塊，提 餾段實(shí)際板數(shù)為 15 塊，進(jìn)料板的位置為由下往上數(shù)的第十六塊板 精餾塔主要尺寸計(jì)算 (一 ) 流量計(jì)算 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 表 217 相對(duì)分子質(zhì)量數(shù)據(jù)表 平均相對(duì)分子質(zhì)量 氣相 液相 精餾段 提餾段 (1) 進(jìn)料： DME： FxDME= 105 = 103(kg/h)=(kg/s) CH3OH： Fx CH3OH = 105 =(kg/h)=(kg/s) H2O： FxH2O= 105 = 105(kg/h)=(kg/s) (2) 精餾段： 氣相流量： V=L+D=+=(kmol/h)=(kmol/s) = 104(kg/h)=(kg/s) )/( 3 smMVVvvs ???? ? )/(105 1 33 hmV h ?? 液相流量 ： L=RD= =(kmol/h)=(kmol/s) = 104(kg/h)=(kg/s) )/(0 0 2 7 4 6 3 8 3 smMLLLLs ???? ? )/( 3 hmLh ? (3) 提餾段： 氣相流量： V＇ =V=(kmol/h)=(kmol/s)= 104(kg/h)=(kg/s) VS′ = )/( 8 6 7 3 smMV v v ????? Vh′ = 103(m3/h) 液相流量 ： L＇ =L+F=+6468= 103(kmol/h)=(kmol/s) = 105(kg/h)=(kg/s) 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院 2021 級(jí)石化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 LS＇ = )/( 3 smML L L ????? Lh＇ =(m3/