苯-氯苯精餾塔的工藝設(shè)計及冷凝器的選型設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-04 04:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 采用間接蒸汽加熱。 出料狀態(tài)塔頂產(chǎn)品由產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫。 流程的確定 苯—氯苯混合液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱至泡點后，進入精餾塔，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)冷卻器冷卻后送至儲罐。塔釜采用間接蒸汽再沸器加熱，塔底產(chǎn)品冷卻后送至儲罐，其工藝流程：圖112 精餾塔的設(shè)計計算 精餾塔的物料衡算 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品的摩爾流率依題給條件：一年以300天，一天以24小時計，有 全塔物料衡算 物料衡算結(jié)果列表 表21單位進料F塔頂D塔底W物料kg/hkmol/h組成質(zhì)量分率55%98%1%摩爾分率 塔板數(shù)的確定 氣液平衡相圖根據(jù)苯氯苯的相平衡數(shù)據(jù)，利用泡點方程和露點方程求取依據(jù)，將所得計算結(jié)果列表如下： 表22溫度，（℃）8090100110120130苯760102513501760225028402900氯苯148205293400543719760兩相摩爾分率X10Y10本題中，塔內(nèi)壓力接近常壓（實際上略高于常壓），而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù)，因為操作壓力偏離常壓很小，所以其對平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。 確定操作的回流比R將表22中數(shù)據(jù)作圖得曲線。 圖21 苯—氯苯混合液的x—y圖在圖上，因，查得，而。故有：由題可知，所以、液相負荷精餾段操作線：提餾段操作線為過和兩點的直線。圖22 苯氯苯物系精餾分離理論塔板數(shù)的圖解圖解得塊（不含釜）。其中，精餾段塊，提餾段塊，第4塊為加料板位置。選用公式計算。該式適用于液相粘度為mPas的烴類物系，式中的為全塔平均溫度下以進料組成表示的平均粘度。塔的平均溫度為（取塔頂?shù)椎乃阈g(shù)平均值），在此平均溫度下查化工原理附錄得。（近似取兩段效率相同）精餾段：塊，取塊提餾段：塊，取塊總塔板數(shù)塊.。塔頂： 加料板： 塔底： 精餾段平均壓強：提餾段平均壓強： 依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度。計算結(jié)果如下：塔頂溫度 進料板溫度 精餾段平均溫度 塔頂： ，（查相平衡圖）加料板：，（查相平衡圖）精餾段：塔頂：進料板：精餾段：塔頂：；（80℃）進料板：；（89℃）精餾段：塔頂：查化工原理附錄，在80℃下有：加料板：精餾段：4塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算、空塔氣速初選塔板間距及板上液層高度，則：按Smith法求取允許的空塔氣速（即泛點氣速）圖41 負荷因子關(guān)聯(lián)系數(shù)圖查Smith通用關(guān)聯(lián)圖得負荷因子泛點氣速：m/s操作氣速取精餾段的塔徑圓整取表41板間距與塔徑的關(guān)系塔徑D/mm300～500500～800800～16001600～2400板間距HT/mm200～300250～350300～450350～600由表可知當(dāng)塔徑為1400mm時，其板間距可取350mm塔截面積為實際空塔氣速為溢流裝置包括降液管、溢流堰、受液盤等幾部分，是液體的通道，其結(jié)構(gòu)和尺寸對塔的性能有著重要影響。塔內(nèi)液體從上一層塔板的降液管進入該塔板的受液盤內(nèi)，在上層塔板降液管內(nèi)清夜層靜壓作用下，液體穿過降液管底隙，越過入口堰，進入塔板傳質(zhì)區(qū)，液體橫向流過塔板，經(jīng)溢流堰流至降液管，進入下一層塔板。溢流堰又稱出口堰，它的作用是維持塔板上有一定的液層并使液體能較均勻地橫向流過塔板。其主要尺寸為堰高和堰長。 ，弓形降液管。其泡沫分離好 ，流體流徑長 ，塔板效率高 ，平形受液盤及平形溢流堰 ，不設(shè)進口堰 ，由此能夠保證降液管底部的液封 ，以避免氣體的短路而直升到上層塔板 。 溢流堰長（出口堰長）取堰上溢流強度，滿足篩板塔的堰上溢流強度要求。對平直堰，由及，圖42 液流收縮系數(shù)圖查液流收縮系數(shù)計算圖42得，于是：（滿足要求）由 /D= 查弓形降液管的參數(shù)圖如圖43。 圖43弓形降液管參數(shù)圖 故 依式驗算液體在降液管中停留時間，即 故降液管設(shè)計合理。式中 ──降液管底隙處液體流速，m/s；(根據(jù)經(jīng)驗一般)，則則 故降液管底隙高度設(shè)計合理。選用凹形受液盤，深度。 塔板有整塊和分塊式兩種，整塊式即塔板為一整塊，多用于直徑小于的塔。當(dāng)直徑較大時，整塊式的剛性較差，安裝檢修不方便，為便于通過人孔裝拆塔板，故多采用由幾塊塔板并合而成的分塊式塔板。由于直徑D，則選用分塊式塔板。 為防止氣體竄入上一塔板的降液管或因降液管流出的液體沖擊而漏液過多，在液體入口處塔板上寬度為WS的狹長帶之間是不開孔的，稱為入口安定區(qū)。為減輕氣泡夾帶，在靠近溢流堰初塔板上寬度
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