煤制甲醇精餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-展示頁
2025-07-02 05:44本頁面
【正文】 壞操作的現(xiàn)象。經(jīng)計(jì)算，回流比R=,實(shí)際塔板為25，其中精餾段9塊，提餾段16塊，符合要求。精制甲醇—精餾系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)摘 要在這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)中，我們應(yīng)用了化工原理精餾知識(shí)對甲醇水二元篩板精餾塔進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使我們對課本知識(shí)進(jìn)行了更深一步的認(rèn)識(shí)，并且對實(shí)際操作有了一定的了解。本次設(shè)計(jì)的篩板塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備，此設(shè)計(jì)針對二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較為完整的精餾設(shè)計(jì)過程。關(guān)鍵詞：甲醇,水,實(shí)際塔板數(shù),回流比,操作彈性,精餾段,提餾段第一章、概述1．1 精餾操作對塔設(shè)備的要求和類型 對塔設(shè)備的要求精餾所進(jìn)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(shè)備，首先必須要能使氣(汽)、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。 ⑵ 操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣(汽)、液負(fù)荷有較大范圍的變動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。對于減壓精餾操作，過大的壓力降還將使整個(gè)系統(tǒng)無法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。 ⑸ 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。實(shí)際上，任何塔設(shè)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。 板式塔類型 氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。板式塔在工業(yè)上最早使用的是泡罩塔(1813年)、篩板塔(1832年)，其后，特別是在本世紀(jì)五十年代以后，隨著石油、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了大批新型塔板，如S型板、浮閥塔板、多降液管篩板、舌形塔板、穿流式波紋塔板、浮動(dòng)噴射塔板及角鋼塔板等。 篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有： ⑴ 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右。 ⑶ 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 篩板塔的缺點(diǎn)是： ⑴ 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 ⑶ 小孔篩板容易堵塞。根據(jù)給定任務(wù)，對精餾裝置的流程、操作條件、主要設(shè)備型式及其材質(zhì)的選取等進(jìn)行論述。 ⑶ 塔板設(shè)計(jì)：計(jì)算塔板各主要工藝尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)校核計(jì)算。 ⑷ 管路及附屬設(shè)備的計(jì)算與選型，如再沸器、冷凝器。⑹ 繪制精餾裝置工藝流程圖和精餾塔的設(shè)備圖。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。該物系屬于易分離物系，最小回流比比較小。第二章、精餾塔的物料衡算 原料液及其塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率甲醇的摩爾質(zhì)量為：32kg/kmol水的摩爾質(zhì)量為： 18kg/kmolxf=()/(+)= xd=()/(+)= 原料液及其塔頂與塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量Mf=32+18()=Md=32+18()=則可知：原料的處理量：F=100000/(33024)=本設(shè)計(jì)取回收率： η= xdD/(xfF)=%則有： D=由總物料衡算：F= D+W以及: xfF= xd D+Wxw容易得出： W=xw=第三章、塔板數(shù)的確定⑴ 甲醇水Antdne常數(shù)[1]ABＣ甲醇８．０８０９７１５８２．２７１２３９．７２６水８．０７１３１１７３０．６３０２３３．４２６當(dāng)塔頂溫度tD=℃時(shí) 聯(lián)立，解得： 進(jìn)料溫度 tF=℃時(shí) 聯(lián)立，解得： 塔底溫度 tw=℃時(shí) 聯(lián)立，解得： 相對揮發(fā)度 ：已知 q= 則： 相平衡方程： 聯(lián)立方程，解得：ye= xe= 所以， 理論板層數(shù)NT的求取Rmin=(xDyδ)/(yδxδ)=()/()=取操作回流比為：R=== 、液相負(fù)荷L=RD==V=(R+1)D==L’=L+F=+=V’=V= 、提餾段操作線方程精餾段操作線：y=R/(1+R)x+1/(1+R)xd=+提餾段操作線：y’=L’/(L’—W)x’－W/(L’W)xw=’第一塊塔板上升氣相組成：y1=xD=代入平衡曲線 得第一塊塔板下降液相組成：=再將x1=，如此反復(fù)計(jì)算得如下結(jié)果： y2=， x2=y3=， x3=y4=， x4=y5= , x5=y6=，x6==xq即第四塊板為理論加料板位置，改用提餾段操作線方程計(jì)算如下：y7=， x7=y8=， x8=y9=， x9== ,== ,== ,== ,==xw所以，理論板數(shù)共12塊(包括再沸器),第5塊板加料，其中精餾段為4塊板. 精餾段：塊提餾段:全塔所需實(shí)際板數(shù)：16+9=25塊 全塔效率實(shí)際加料版為第12塊第四章．物性計(jì)算： 應(yīng)該根據(jù)處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性原則。對于物性無特殊要求的采用常壓操作。 =(+)/2=： 表31 [1]x0y0t/℃100xyt/℃塔頂氣、液，進(jìn)料和塔底的溫度分別為tD tF tW查表一，利用內(nèi)插法，得塔頂溫度：（）/（）=( )/()得到 =℃塔底()/()=（）/（）得到 tW=℃進(jìn)料（）/（）=（）/()得到 tF=℃精餾段平均溫度： 提餾段平均溫度： ：塔頂溫度：tD=℃汽相組成yD： 進(jìn)料溫度：tF=℃汽相組成yF：塔底溫度：tW=℃汽相組成yW：精餾段平均液相組成：精餾段平均汽相組成：提餾段平均液相組成：提餾段平均汽相組成： 精餾段平均溫度：℃精餾段平均液相組成：精餾段平均汽相組成：精餾段液相平均分子量：精餾段氣相平均分子量：液相密度：氣相密度：液相流量：氣相流量： 提餾段提餾段平均溫度：℃提餾段平均液相組成：提餾段平均氣相組成： 提餾段液相平均分子量：提餾段氣相平均分子量： 液相密度：氣相密度：液相流量：氣相流量： 平均粘度的計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算 即 lgμLm=∑xilgμi 由tD=℃查得 μA= μB= lgμLDm=()+() =μLDm= 由tF=℃查得 μA= μB= lgμLFm=()+() = μLFm= 精餾段平均粘度 μLm=(0292+)/2= 由tW=℃查得 μ
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