生產(chǎn)用精餾塔設(shè)計方案-展示頁
2025-05-19 13:18本頁面
【正文】 解圖通過圖解理論板，可以很明顯的看出：理論板數(shù)；進(jìn)料板位置；圖3：塔頂圖解局部放大圖4：塔釜圖解局部放大要確定最終實(shí)際的理論板數(shù)，還必須知道塔板的全塔效率，而塔板效率可由下式進(jìn)行估算：式中：μ=料液在塔頂、塔底平均溫度下的平均黏度，cp。由于塔頂和塔底部分平衡線和操作線之間距離太近，所以在圖解時將這兩部分放大。4）連接CB，得到提餾段操作線。本次設(shè)計采用圖解法，其步驟如下：1）在已做好的XY相圖中找到A（XD,XD）點(diǎn)，即（，）。由于乙醇水物系的特殊性，平衡曲線具有下凹部分，在尋找最小回流比對應(yīng)的操作線時，發(fā)現(xiàn)操作線尚未落到平衡線前，已與平衡線相切，此時的操作線在縱軸上的截距為：％從而得到： 由物料平衡關(guān)系：F代表進(jìn)料量，V0代表加熱蒸汽量，D代表餾出液量，W代表釜?dú)堃毫?。然后作出進(jìn)料線，即q線。由于本工藝的操作條件在常壓附近，可以認(rèn)為在壓力范圍內(nèi)，常壓的相平衡數(shù)據(jù)可以滿足設(shè)計計算的需要，因此可以用常壓下的汽液平衡數(shù)據(jù)繪制相圖從而進(jìn)行設(shè)計工作，汽液平衡數(shù)據(jù)見表1。操作流程簡圖見附圖。塔頂蒸汽在全凝器中冷凝后，一部分作為產(chǎn)品采出，一部分回流繼續(xù)和塔內(nèi)氣相接觸；塔釜液體一部分采出，一部分由直接蒸汽加熱汽化回到塔內(nèi)和液相接觸。因此選擇一個合適的回流比是很重要的，一般來說，操作回流比都選為最小回流比的一個倍數(shù)?；亓鞅葘τ诰s操作的費(fèi)用有很大的影響。若精餾段和提餾段的塔徑相差較大，應(yīng)考慮采用變徑塔。對產(chǎn)量做簡單估計后，選擇單溢流作為塔板溢流形式的初步結(jié)果，具體設(shè)計視情況決定。U型流液體流徑長，可以提高板效率，其板面利用率也高，但它的液面落差大，只適用于小塔和液體流量較小的塔；單溢流液體流徑較長，塔板效率較高，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，；雙溢流的液體流動的路程短，可降低液面落差，但塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，板面利用率低，一般用于直徑大于2m的塔中。在本工藝中，沒有塔頂氣相采出，因此采用全凝器即可滿足要求。一般塔釜都設(shè)置再沸器，輸入一定熱量使部分液體汽化，產(chǎn)生上升蒸汽，使精餾過程得以進(jìn)行，大多數(shù)情況下均采用間接加熱，但是對于塔內(nèi)重組分是水的體系來說，由于水將作為塔釜產(chǎn)品從塔底排出，此時就可以省去一個再沸器，采用直接蒸汽加熱的方式來對塔釜進(jìn)行加熱，本系統(tǒng)中乙醇為輕組分，水為重組分，因此可以采用直接蒸汽加熱，加熱蒸汽的溫度由塔釜溫度和加熱蒸汽規(guī)格決定， kPa（表壓），可作為加熱的熱源。在實(shí)際生產(chǎn)中，以接近泡點(diǎn)的冷進(jìn)料和泡點(diǎn)進(jìn)料者居多，泡點(diǎn)進(jìn)料時精餾段和提餾段的塔徑相同，無論是設(shè)計計算還是實(shí)際加工制造這樣的精餾塔都比較容易。乙醇和水的常壓沸點(diǎn)分別為78℃和100℃，因此采用常壓精餾，稍稍加壓，塔頂壓力為（+4）kPa。精餾可以在減壓、常壓、加壓條件下進(jìn)行。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，塔板壓降大等原因?qū)е陆陙砼菡炙呀?jīng)逐漸被篩板塔、浮閥塔所取代，在新建的塔設(shè)備中以很少采用；篩板塔結(jié)構(gòu)簡單，造價低，落差小，氣體壓降低，傳質(zhì)效率較高，但是缺點(diǎn)是篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、粘度大的物料，且若設(shè)計或操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，使得操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降，故在工業(yè)上應(yīng)用較為謹(jǐn)慎；浮閥塔是在泡罩塔和篩板塔的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩種塔的優(yōu)點(diǎn)，浮閥塔結(jié)構(gòu)也較簡單、制造方便、造價低；塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大，而且其操作彈性也較大，氣液接觸時間較長，因此傳質(zhì)效率較高。板式塔又分為泡罩塔，浮閥塔，篩板塔等多種類型。填料塔分離效率較高，壓力降相對于板式塔來說也較小，但是其操作彈性較小，并且生產(chǎn)能力較板式塔來說較小，一般小塔多采用填料塔，而板式塔雖然在某些方面不如填料塔，但是總的來說，其踏板效率穩(wěn)定，操作彈性大，造價低，檢修、清洗方便。 6）能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等。 4）有一定的操作彈性：當(dāng)氣液相流率有一定波動時，兩相均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。 2）效率高：氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質(zhì)效率。生產(chǎn)用精餾塔設(shè)計方案一、設(shè)計任務(wù)書現(xiàn)擬設(shè)計一個完成乙醇和水的分離任務(wù)，其具體設(shè)計要求和條件為：1）進(jìn)精餾塔料液含乙醇25%（質(zhì)量），其余為水；2）產(chǎn)品乙醇含量不得低于94%（質(zhì)量）；3）%（質(zhì)量）；4）生產(chǎn)能力為日產(chǎn)（24小時）130噸94%的乙醇產(chǎn)品；5）操作條件：精餾塔頂壓力 4kPa（表壓）進(jìn)料狀況 泡點(diǎn)進(jìn)料回流比 單板壓降 不大于667Pa加熱蒸汽壓力 （表壓）；6）設(shè)備型式：浮閥塔；7）廠址：天津地區(qū)。二、設(shè)計方案的確定及流程說明1）生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會產(chǎn)生液泛等不正常流動。 3）流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備時阻力降小，可以節(jié)省動力費(fèi)用，在減壓操作是時，易于達(dá)到所要求的真空度。 5）結(jié)構(gòu)簡單，造價低，安裝檢修方便。從大的方面來說，精餾塔分為填料塔和板式塔。對于本工藝來說，采用板式塔是可行的，因此選擇板式塔。泡罩塔是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔板，其操作彈性較大，液氣比范圍較大，不易堵塞，適于處理各種物料。綜合分析下來，選擇浮閥塔作為最終的塔設(shè)備。常壓下為氣態(tài)（如空氣、石油氣）或常壓下泡點(diǎn)為室溫的混合物，可以采用加壓精餾；常壓下，泡點(diǎn)為室溫至150℃左右的混合液，一般采用常壓精餾；對于常壓下泡點(diǎn)較高或熱敏性物質(zhì)，宜采用減壓精餾，以降低操作溫度。進(jìn)料狀態(tài)分為五種狀態(tài)，包括冷液進(jìn)料、飽和液體進(jìn)料（即泡點(diǎn)進(jìn)料）、氣液混合物進(jìn)料、飽和蒸汽進(jìn)料和過熱蒸汽進(jìn)料。因此選擇進(jìn)料方式為泡點(diǎn)進(jìn)料
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