甲醇水分離過程板式精餾塔的設計-文庫吧資料
2025-07-06 06:47本頁面
【正文】 hw—堰高，m φ—系數(shù)，是考慮到降液管內(nèi)充氣及操作安全兩種因素的校正系數(shù)。液相為水時，β=,油時，β=~，為碳氫化合物時，β=~=4σL/ρLg d0=4103/()=氣體通過每層塔板的液柱高度=++=氣體通過每層塔板的壓降為=hpρLg==80mmH2O= Pa（設計允許值）式中 d0—孔直徑，m σm—操作物系的液體平均表面張力，mN/m 液面落差對于篩板塔，液面落差很小，且塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響液面落差 液沫夾帶液沫夾帶量hf= hL== m故ev=106[()]103= kg液/kg氣 式中 —板上液層高度，m HT—板間距，m σm—操作物系的液體平均表面張力，mN/m ua—氣體通過篩孔時的速度，m/s故在本設計中液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。取Ws=Ws’= m，Wc= m。 塔板布置因，故塔板采用分塊式。，取u0’= m/s式中 Lh—塔內(nèi)液體流量，m3/h lw—堰長，m —液體通過降液管底隙時的流速，m/s。各項計算如下取=== m 由=hLhow,選用平直堰，堰上液層高度式中 —堰高，m —板上液層高度，m —堰上液層高度，m近似E=1，則 =1(3600/）2/3/1000=取板上清液層高度hL= m，故 =hLhow== m由弓形降液管的參數(shù)圖（姚玉英《化工原理（下）》P163頁圖312弓形降液管的寬度與面積）查得由/D=，查弓形降液管寬度和面積圖，得Af/ AT=，Wd/D=故 Af= AT== Wd=== m液體在降液管中的停留時間 t=3600 AfHT/ Ls=36003600= s5 s故降液管設計合理。故精餾塔的有效高度為 Z= Z精+ Z提+2=++2= 塔板溢流形式有：U型流、單溢流、雙溢流和階梯流。s所以，μL=(+)/2=s，μB= mPaslgμDm=+()μDm= mPa 理論板層數(shù)NT的求取操作溫度表31甲醇—水氣、液平衡組成（摩爾）與溫度關系溫度/℃液相氣相溫度/℃液相氣相溫度/℃液相氣相10000由上表數(shù)據(jù)（賈紹義,柴誠敬主編《化工原理課程設計》天津:天津大學出版社，2002）作甲醇水的txy圖如下圖31所示：由上表和上圖可知：塔頂溫度：tD=℃進料板溫度：tF=℃塔底溫度：tW=℃液相平均黏度依下式計算，即塔頂液相平均黏度的計算：由tD=℃，查液體黏度共線圖，得μA= mPa ① 由手冊查得甲醇—水物系的氣液平衡數(shù)據(jù)（表1），繪出xy圖。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。 確定設計方案本設計任務為分離甲醇——水混合物。⑸ 抄寫說明書。接管尺寸、泵等，并畫出塔的操作性能圖。 ⑵ 蒸餾塔的工藝計算，確定塔高和塔徑。第三章 設計步驟 本設計按以下幾個階段進行： ⑴ 設計方案確定和說明。 ⑵ 操作彈性較小(約2～3)。 ⑷ 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30％左右。 ⑵ 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加10～15％。目前從國內(nèi)外實際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。 板式塔類型 氣－液傳質(zhì)設備主要分為板式塔和填料塔兩大類。實際上，任何塔設備都難以滿足上述所有要求，況且上述要求中有些也是互相矛盾的。 ⑸ 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。對于減壓精餾操作，過大的壓力降還將使整個系統(tǒng)無法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。 ⑵ 操作穩(wěn)定，彈性大，即當塔設備的氣(汽)、液負荷有較大范圍的變動時，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進行穩(wěn)定的操作并應保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 對塔設備的要求精餾所進行的是氣(汽)、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣(汽)、液兩相傳質(zhì)所用的塔設備，首先必須要能使氣(汽)、液兩相得到充分的接觸，以達到較高的傳質(zhì)效率。以上三項原則在生產(chǎn)中都是同樣重要的。例如甲醇屬易燃有毒物料，不能讓其蒸汽彌漫車間，也不能使用容易發(fā)生火花的設備。降低生產(chǎn)成本是各部門的經(jīng)常性任務，因此在設計時，是否合理利用熱能，采用哪種加熱方式，以及回流比和其他操作參數(shù)是否選得合適等，均要作全面考慮，力求總費用盡可能低一些。如前所述在蒸餾過程中如能適當?shù)乩盟敗⑺椎膹U熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能消耗。再其次，要考慮必需裝置的儀表(如溫度計、壓強計，流量計等)及其裝置的位置，以便能通過這些儀表來觀測生產(chǎn)過程是否正常，從而幫助找出不正常的原因，以便采取相應措施。因此，在必要的位置上要裝置調(diào)節(jié)閥門，在管路中安裝備用支線。這就要求各流體流量和壓頭穩(wěn)定，入塔料液的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而需要采取相應的措施。 設計說明書的內(nèi)容(1) 流程和工藝條件的確定和說明(2) 操作條件和
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