丙酮精餾塔課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-14 13:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 氣液平衡txy圖：質(zhì)量分數(shù)換算到摩爾分數(shù)： X== 單位換算: ： 原料處理量： F=進料濃度： XF= 塔頂產(chǎn)品丙酮的摩爾分率： XD= 回收率 η=98% 由： F=D+W FXF=DXD+WXW DXD/FXF=η 得：塔頂流量： D= 塔底流量：W= 塔底產(chǎn)品丙酮的摩爾分率: Xw = : 板數(shù)和回流比關(guān)系 一般R加大,理論板數(shù)較少,塔設(shè)備投資少,但氣化量大,能耗高,操作費用少。R減少,理論板數(shù)較多,塔設(shè)備投資大，但氣化量小，能耗高，操作費用多。由XD 、XW、R可確定N，取R～N作圖如下：吉利蘭關(guān)理論板數(shù)圖回流比的變化與理論板數(shù)的關(guān)系RNT75取操作回流比為:R= 理論板數(shù)q=1q線方程: x= XF=精餾段理論板數(shù) = 4 進料板:第5塊提餾段理論板數(shù) = 3 總理論板數(shù) Nt=7 操作線方程：精餾線操作線 =+提餾線操作線 ==七 塔和塔板主要工藝尺寸計算 平均分子量的計算：M輕組分= ， M重組分= 18， ：Xd =XD=， X1=，Mvdm=Xd*M輕組分 + (1 Xd)*M重組分 = Mldm =X1*M輕組分 + (1X1)*M重組分 = g/mol 進料板的平均分子量： y3= x3= XF= Mvfm= y3* M輕組分 + (1 y3) *M重組分 = g/mol Mlfm= x3* M輕組分 +(1 x3) *M重組分 = g/mol 塔底的平均分子量： Yw=Xw= Mvwm=Yw* M輕組分 + (1Yw) *M重組分 = g/mol Mlwm=Xw* M輕組分 +(1Xw) *M重組分 = 精餾段, 提餾段的平均分子量： 精餾段平均分子量 Mlm=( Mldm+ Mlfm)/2= Mvm=( Mvdm+ Mvfm)/2= 提餾段平均分子量 M’lm= (Mlwm+ Mlfm)/2= g/molM’vm= (Mvwm+ Mvfm)/2= g/mol 平均密度的計算：根據(jù)進料板組成查水丙酮平衡體系txy圖，得進料板溫度tF =64℃，塔底溫度tW =72℃，塔頂溫度tD = 59℃利用物性數(shù)據(jù)參數(shù)表查得：在64℃下，丙酮的密度與水的密度： =719 =980在72℃下，丙酮的密度與水的密度： =711 =在59℃下，丙酮的密度與水的密度： = 720 =因此，丙酮的平均密度、水的平均密度取各溫度下的丙酮的密度與水的密度的平均值， = = 液相平均密度其中進料丙酮質(zhì)量百分比：塔底丙酮質(zhì)量百分比：塔頂丙酮質(zhì)量百分比：塔頂液相密度: 進料液相密度：塔底液相密度: 精餾段的平均液相密度: 提餾段的平均液相密度: 進料板溫度tF =64℃，塔底溫度tW =72℃，塔頂溫度tD = 59℃ 精餾段: =℃ 提餾段: 68℃ Kg/m3 塔徑的計算(規(guī)整填料) 最近規(guī)整填料得到較快，使用規(guī)整填料，填料塔性能穩(wěn)定，氣液體再分布性能均勻，塔的分離效能高，壓力降低，能適應較高的氣速和較低的回流比，彈性大。表721規(guī)整填料性能填料類型理論板數(shù)△N, 1/m比表面積at，1/m空隙率ε％△P/Z,Mpa/mAK125X塑料孔板波紋填料125*10－4 ：（1）塔頂液相平均粘度的計算 由 tD = 59℃,查手冊得μ丙酮 = mpas μ水 = slg(μL,D)= XDlg(μL,輕組分)+（1－XD）lg(μL,重組分) =μL,D= mPaslg(μL,F)= Xnlg(μL,輕組分)+（1－Xn）lg(μL,重組分) （Xn：加料板上的液相組成） ==μL,F= mPas液體粘度μL＝(μL,D+μL,F）/2= mPas（2）計算: 液相品質(zhì)流量 氣相品質(zhì)流量 （3）計算得泛點氣速 其中：u f為泛點氣速 m/s g：重力加速度 m/s2 a：填料比表面積1/mε：空隙率 μL：液體黏度，mPas A，K：常數(shù)ρVM，ρLM： 氣液相密度 Kg/m3 WG，WL：氣液相質(zhì)量流量，Kg/h 帶入數(shù)據(jù)得:計算得泛點氣速uf= m/s取安全系數(shù) 計算泛點氣速= m/s ，得，所以塔徑圓整后，D= 提餾段塔徑： 同理得， 塔徑圓整后，D= 全塔塔徑 精餾段塔徑圓整后D= 提餾段塔徑圓整后D= m 填料層高度計算(規(guī)整填料)根據(jù)塔徑，可取板間距HT = m精餾塔有效高度為Z精 = N精 HT = 4= m 提溜段有效高度為Z提 = （N提 – 1 ）HT = (3 – 1) = m在進料板上方開一入孔， m 故精餾塔的有效高度為Z = Z精 + Z提 + =++= 壓降(規(guī)整填料)： 查表可知，125Y型的金屬孔板波紋填料的每米填料塔中的壓降：△P = 精餾段△P=Z精餾段*△P/Z== Pa 提餾段△P’=Z提餾段*△P/Z== Pa 持液量 精餾段液體噴淋量噴淋密度：U=Lh/= 最小噴淋密度：Umin=(Lw)mi
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