浮閥精餾塔工藝設(shè)計(jì)書-展示頁
2025-06-25 12:48本頁面
【正文】 設(shè)計(jì)采用連續(xù)精餾操作方式、常壓操作、泡點(diǎn)進(jìn)料、間接蒸汽 加熱、選 R=、塔頂選用全凝器、選用浮閥塔。 另外還具有結(jié)構(gòu)簡單， 造價(jià)低，制造方便，塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)。近年來所 研究開發(fā)出的新型浮閥進(jìn)一步加強(qiáng)了流體的導(dǎo)向作用和氣體的分散 作用， 使氣液兩相的流動(dòng)接觸更加有效， 可顯著提高操作彈性和效率。 而且浮 閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負(fù)荷的變動(dòng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)， 因而在 較寬的氣體負(fù)荷范圍內(nèi)，均能保持穩(wěn)定操作。圖12第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 全塔物料衡算 根據(jù)工藝的操作條件可知: 料液流量 F=(*19)t/h=料液中易揮發(fā)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)xf =(30+*19)%=%。塔底產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù) xw= 2%,摩爾分?jǐn)?shù)為 %。 塔底產(chǎn)品(釜液)流量 W= . 泡點(diǎn)方程 根據(jù) xa 從《化工原理》P204 表 6—1 查出相應(yīng)的溫度 根據(jù)以上三個(gè)方程,運(yùn)用試差法可求出 Pa*,Pb* 當(dāng) xa= 時(shí),假設(shè) t=92℃ Pa*=,Pb*=, 當(dāng) xa= 時(shí),假設(shè) t=℃ Pa*=,Pb*=, 當(dāng) xa= 時(shí),假設(shè) t=108℃ Pa*=,Pb*=, t=92℃,既是進(jìn)料口的溫度, t=℃是塔頂蒸汽需被冷凝到的溫度, t=108℃是釜液需被加熱的溫度. 根據(jù)衡摩爾流假設(shè),全塔的流率一致,相對(duì)揮發(fā)度也一致. a=Pa*/Pb*=(t=℃) 所以平衡方程為 y=ax/[1+(a1)x]=(1+),最小回流比 Rmin 為 Rmin=[xd/xfa(1xd)/(1xf)]/(a1)=, 所以 R==, 所以精餾段液相質(zhì)量流量 L(Kg/s)=RD=*=, 精餾段氣相質(zhì)量流量 V(Kg/s)=(R+1)D=*=, 所以,精餾段操作線方程 yn+1=R*xn/(R+1)+xd/(R+1)=+,所以進(jìn)料熱狀態(tài) q=1 所以,提餾段液相質(zhì)量流量 L39。(Kg/s)=V(1q)F=. 所以,提餾段操作線方程 ym+1= L39。Wxw/ V39。/78+(1yi39。=苯的摩爾分率*M 苯+甲苯的摩爾分率*M 甲苯 ρv=M39。(m)=(Vs/)^=,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圓整為 , u0(m/s)=*Vs/D/D=. 所以,液泛氣速 甲苯 確定塔板和降液管結(jié)構(gòu)⑴確定降液管結(jié)構(gòu) 塔徑 D(mm) 1200 塔截面積 A d/At lw/D 降液管堰長 降液管截面積的寬度 降液管截面積 At(m^2) (Ad/At)/% lw/D lw(mm) bd(mm) Ad(m^2) 查表 查表 查表 查表 查表 查表 876 290 底隙 hb(mm), 一般取為 30～40mm,而且小于 hw,本設(shè)計(jì)取為 30mm, 溢流堰高度 hw(mm), 常壓和加壓時(shí),一般取 50～ 60mm, ⑵降液管的校核 單位堰長的液體流量,(Lh/lw) (m^3/)=, 不大于 100～130,符合要求 堰 上 方 的 液 頭 高 度 how(mm) = **E*[(Lh/lw)^] =, 式中,E 近似取一, how=6mm,符合要求. 底隙流速,ub(m/s) =Ls/lw/hb=,而且不大于 ～ ,符合要求. ⑶塔盤及其布置 由于直徑較大,采取分塊式,查表得分三塊,厚度取位 4mm. 降液區(qū)的面積按 Ad 計(jì)算,取為 ^2, 受液區(qū)的面積按 Ad 計(jì)算,取為 ^2, 入口安定區(qū)得寬度 bs39。(mm),一般為 50～100,本設(shè)計(jì)取為 60. 邊緣區(qū)寬度 bc(mm),一般為 50～75,本設(shè)計(jì)取為 50, 有效傳質(zhì)區(qū),Aa(m^2)= 2*{x*(r^2x^2)^+r^2*[arcsin(x/r)]}=. 塔板結(jié)構(gòu)如下兩圖 ⑷浮閥數(shù)排列 選擇 F1 型重型 32g 的浮閥 閥孔直徑給定,d0(mm)=39mm, 動(dòng)能因子 F0 一般取為 8～ 12,本設(shè)計(jì)取為 . 閥孔氣速,uo(m/s)=F0/[ρv^]= , 閥孔數(shù) n=Vs*4/d0/d0/u0/=,取 104. 實(shí)際排列時(shí)按等腰三角形排,中心距取為 75mm, 固定底邊尺寸 B(mm)= 70,所以 實(shí)際排出 104 個(gè)閥孔,與計(jì)算個(gè)數(shù)基本相同. 所以,實(shí)際閥孔氣速 uo(m/s)=Vs*4/d0/d0/n/= 實(shí)際閥孔動(dòng)能因子,F0=u0*ρv^=, 開孔率 ψ=n*d0*d0/D/D = ,一般 10%～14%,符合要求. 塔板的流體力學(xué)(1) 液沫夾帶量校和核 液體橫過塔板流動(dòng)的行程,Z(m) =D2*bD= 塔板上的液流面積,Ab(m^2) =At2*Ad= 物性系數(shù),K,查表得 =1 泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù),Cf=,見下頁圖.F2={Vs*[ρv/(ρlρv)]^+*Z*Ls}/Ab/K/Cf=, F1=Vs*[ρv/(ρlρv)^]/At/K/Cf/=, 泛點(diǎn)率 F1(～),F!,F2 均符合要求. ⑵,塔板阻力的計(jì)算與較核 臨界孔速 u0c(m/s) =(73/ρv)^(1/)= uo=,閥未全開, 干板阻力,ho(m) =*(u0^)=, 充氣系數(shù) ε0=,塔板充氣液層的阻力 hl(m)= ε0*(hw+how)= , 克服表面張力的阻力 hσ,一般忽略不計(jì),所以塔板阻力 hf(m)=ho+hl+hσ=. 13 ⑶降液管液泛校核 液 體 通 過 降 液 管 的 流 動(dòng) 阻 力 , hd=**[(Lh/lw/hb)^2]=, 降 液 層 的 泡 沫 層 的 相 對(duì) 密 度 φ =, 降 液 層 的 泡 沫 高 度 hd39。,合格. ⑷液體在降液管中停留時(shí)間較核 平均停留時(shí)間 τ=Ad*Ht/Ls=,( 不小于 3～5 s),合格. ⑸嚴(yán)重泄漏較核 泄漏點(diǎn)氣速 u039。= ～2,合格. 全塔優(yōu)化(如下圖) 曲線 1 是過量液沫夾帶線,根據(jù) F2={Vs*[ρv/(ρlρv)]^+*Z*Ls}/Ab/K/Cf 得,方程 Vh=, 曲線 2 是液相下限線,根據(jù) Lh=(^)*lw*(how^) Lh(m^3/h)=, 曲線 3 是嚴(yán)重漏液線, 根據(jù) Vh=*do*do*F0*n/(ρv^) F0=5 得 Vh(m^3/h)= , 曲線 4 是液相上限線,根據(jù) Lh=Ad*Ht/τ*3600 Vh=(**10E6*Lh^*Lh^2)^, 曲線 5 必過的五點(diǎn)(0, 5461)(10,5268)(20,5150) (0, 5461)(10,5268)(20
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