甲醇水溶液精餾塔的工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-展示頁(yè)
2025-07-02 19:04本頁(yè)面
【正文】 ’ ③．圖解法求理論塔板層數(shù)根據(jù)圖一(11)所示，可求得結(jié)果為總理論塔板數(shù)NT為8塊(包括再沸器)進(jìn)料板位置NF為自塔頂數(shù)起第3塊⑵ 理論板層數(shù)NT的求取 根據(jù)ET=NT/NP50％得：精餾段實(shí)際塔板數(shù) N精=3/50%=6塊提餾段實(shí)際塔板數(shù) N提=5/50%=10塊四．精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 （1）.操作壓力 ：常壓 kpa （2）.操作溫度的計(jì)算 ： （由于甲醇水溶液屬于雙組分理想溶液，因此可通過(guò)雙組分理想溶液的汽—液相平衡圖txy圖查取 如下圖1—2） 得： TD =℃ TF =℃ TW =℃ 所以精餾段平均溫度tm =（+）/2 =℃ 提餾段平均溫度t’m =（+）/2=℃ （3）.平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 ① 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由于xD=y1= 查平衡曲線(xiàn)(圖1一1)得 x1= MVDm=yFMA+（1yF）MB = 32+()18= MLDm= x1MA+（1x1）MB =32+()18=②. 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由yF= 查平衡曲線(xiàn)(圖1一1)得 x2= MVFm= yFMA+（1yF）MB = 32+()18= MLFm= x2MA+（1x2）MB = 32+()18= ③. 塔釜平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由yw’= 查平衡曲線(xiàn)(圖一)得 x1’= M’VWm = y’wMA+（1y’w）MB =32+()18= M’LWm= x’1MA+（1x’1）MB = 32+()18 = ④. 精餾段平均摩爾質(zhì)量 MVm=(+)/2= MLm=(+)/2= ⑤. 提餾段平均摩爾質(zhì)量 M’Vm=(+)/2= M’Lm=(+)/2=⑷ 平均密度的計(jì)算水的重要物理性質(zhì)溫度t/（℃）密度ρ/（kg/m3）黏度μ/（）張力σ/（mN/m）比熱容Cp /（Kj/）2060708090100 化工單元第305頁(yè) 甲醇的重要物理性質(zhì)溫度t/（℃）密度ρ/（kg/m3）黏度μ/（）張力σ/（mN/m）比熱容Cp /（Kj/）20607080907249100 化工手冊(cè)第492頁(yè)①. 精餾段平均密度的計(jì)算Ⅰ 氣相 由理想氣體狀態(tài)方程得ρVm=PmMvw/RTm=()/[(+)]=Ⅱ 液相 查（1–3）可得tD=℃時(shí) ρH2O＝ρCH3OH= tF=℃時(shí) ρH2O＝ρCH3OH= ρLDm=1/（ωA/ρA +ωB/ρB） = 1/(+)= 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率αA=(32)/(32+18)= ρLFm=1/(+)=精餾段液相平均密度為 ρLm=(+)/2= kg/m3 ②. 提餾段平均密度的計(jì)算Ⅰ 氣相 由理想氣體狀態(tài)方程得ρ’Vm=PmMvw/RTm=()/[(+)]=Ⅱ 液相 查（1–3）可得tw=℃時(shí) ρH2O＝ρCH3OH=αA=(32)/(32+18)= ρ’Lwm=1/（ωA/ρA +ωB/ρB）=1/(+)=提餾段平均密度 ρ’Lm=(+)/2= kg/m3 ⑸ 平均黏度的計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算 即 lgμLm=∑xilgμi①．塔頂液相平均黏度的計(jì)算 由tD=℃查手冊(cè)得 μH2O= μCH3OH= lgμLDm=()+() =μLDm= ②．進(jìn)料板平均黏度的計(jì)算 由tF=℃查手冊(cè)得 μH2O= μCH3OH= lgμLFm=()+() = μLFm= 精餾段平均黏度 μLm=(+)/2=③．塔底液相平均黏度的計(jì)算 由tW=℃查手冊(cè)得 μH2O= μCH3OH= lgμLWm=()+() = μLWm= 提餾段平均黏度 μL’m=(+)/2= ⑹ 平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算 即 σLm=∑xiσi①. 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由tD=℃查手冊(cè)得 σH2O= σCH3OH=σLDm=+= mN/m②. 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 由tF=℃查手冊(cè)得 σH2O= σCH3OH=σLFM=+= mN/m③. 塔底液相平均表面張力的計(jì)算 由tW=℃查手冊(cè)得 σH2O= σCH3OH=σLWm=+= mN/m 精餾段液相平均表面張力σLm=(+)/2= mN/m 提餾段液相平均表面張力σ’Lm=(+)/2=五、精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 ⑴ 由上面可知精餾段 L=V= ①． 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流率為 VS=VMVm/3600ρVm=()/(3600)= LS=LMLm/3600ρLm=()/(3600)=μmax=C[（ρL－ρv）/ρv] ，負(fù)荷因子C=C20（σ/）（1–4）查得C20求取圖的橫坐標(biāo)為 Flv=Lh/Vh(ρl/ρv)=（）=取板間距，HT=,板上清液層高度取hL=，則HThL= m （～，～） 史密斯關(guān)聯(lián)圖如下由上面史密斯關(guān)聯(lián)圖，得知 C20=氣體負(fù)荷因子 C= C20(σ/20)=（）=ｕmax=C[（ρL－ρv）/ρv] =[（）/] =，則空塔氣速為 U===D=[V/] = [（）] =按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為D=塔截面積為At=ЛD2/ 4 =л/4 = m2 實(shí)際空塔氣速為U實(shí)際=V/At=U實(shí)際/ Umax=(安全系數(shù)在允許的范圍內(nèi)，符全設(shè)計(jì)要求) ?、啤∮缮厦婵芍狃s段 L=V= ①．提餾段塔徑的計(jì)算 提餾段的氣、液相體積流率為 V’S=V’MVm/3600ρ’Vm=()/(3600)= L’S=L’MLm/3600ρ’Lm=()/(3600)=式中，μmax=C[（ρL－ρv）/ρv] =C20（σ/）（1～4）查得C20求取 圖的橫坐標(biāo)為 Flv=L’h/V’h(ρl/ρv) =（） =取板間距，HT=，板上清液層高度取hL=，則HThL= m由史密斯關(guān)聯(lián)圖，得 C20=氣體負(fù)荷因子 C= C20(σ/20)=（） =μmax=C[（ρL－ρv）/ρv] = [（）/] =，則空塔氣速為 U===D=[V/] =[（）] = 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為D=塔截面積:At=ЛD2/ 4 =л/4 = m2 實(shí)際空塔氣速為U實(shí)際=V/ At = U實(shí)際 / Umax=(安全系數(shù)在允許的范圍內(nèi)，符全設(shè)計(jì)要求) ⑶ 精餾塔有效高度的計(jì)算精餾段有效高度為 Z精=（N精1）HT +（N提1）δ=（61）+（61）= m提餾段有效高度為 Z提=（N提1）HT +（N提1）δ=（101）+（101）=在進(jìn)料板上方開(kāi)一個(gè)人孔， m故精餾塔有效高度為Z=Z精+Z提+=++= ⑷ 精餾塔空間高度的計(jì)算 ① 塔頂空間 （塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距，為便于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距。( 此種溢流方式液體流徑較長(zhǎng)，塔板效率較高，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。) 堰上層液高度how由下列公式⑷計(jì)算，即有 how=E(Lh/lw)(2/3) 并由圖液流收縮系數(shù)計(jì)算圖查手冊(cè)（1～5），取E= 則how=[（3600）/] 2/3 =取板上清液層高度hL= m
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