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化工原理課程設(shè)計(jì)_甲苯乙苯精餾塔(浮閥)-在線瀏覽

2024-10-29 16:34本頁面
  

【正文】 x— 液相摩爾分?jǐn)?shù); X—— 液相 摩爾比; y—— 氣相摩爾分?jǐn)?shù); Y—— 氣相摩爾分比; Z—— 板式塔的有效高度 ,m; 填料層高度 ,m。 s; Φ — 開孔率或孔流系數(shù),無因次; σ —— 表面張力 ,N/m; ρ —— 密度 ,kg/m六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 6 二、 參考資料: [1] 董大勤 .化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) [M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2020. [2] 全國化工設(shè)備技術(shù)中心站 .《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》 2020版 [S]. [3] ~ [S]. [4] 鄭曉梅 .化工工程制圖 化工制圖 [M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2020. [5] JB/ [S]. [6] 天津大學(xué)化工原理教研組,化工原理課程設(shè)計(jì),天津科學(xué)技術(shù)出版社, 1994 [7]《化學(xué)工程手冊》編輯委員會(huì),化學(xué)工程手冊(第 13篇)汽液傳質(zhì)設(shè)備 . 化學(xué)工業(yè)出版社, 1987 [8] 路秀林,王者相等 .塔設(shè)備 .北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2020 [9] 陳敏恒,叢德茲等 .化工原理 (上、下冊 )(第二版 ).北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2020 [10] 柴誠敬、王軍等《化工原理課程設(shè)計(jì)》,天津科學(xué)技術(shù)出版社 2020年 . [11] 王存文、孫偉 《化工原理實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)處理》,化工工業(yè)出版社 2020年 [12] 陳英南、劉玉蘭《常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)》,華東理工大學(xué)出版社 2020年 [13] 王明輝《化工原理單元過程課程設(shè)計(jì)》,化學(xué)工業(yè)出版社 2020年 [14] 任曉光 主編 化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 化學(xué)工業(yè)出版社 [15] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn), HG2058398《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定》, 1998 [16] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn), HG2059397《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》, 1997 [17] 《化工工藝制圖》 周大軍、揭嘉 化工工業(yè)出版社, 2020 [18] 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司,化學(xué)工業(yè)出版社 2020. 8 [19] 《化學(xué)工程師手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社, [20] 劉光啟 ,馬連湘 ,劉杰 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 (有機(jī)卷 ).北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 [21] 張受謙 .化工手冊 (上卷 ).濟(jì)南 :山東科學(xué)技術(shù)出版社 ,1986 [22] 張受謙 .化工手冊 (下卷 ).濟(jì)南 :山東科學(xué)技術(shù)出版社 ,1984 [23] 路秀林,王者相 .塔設(shè)備 .北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2020 [24] 賀匡國 .化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊 .北京:化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 [25] 北京化工研究院“板式塔”專題組,浮閥塔 [M].北京:燃料化學(xué)工業(yè)出版社, 1975. [26] 王松漢主編:《石油化工設(shè)計(jì)手冊》,化學(xué)工業(yè)出版社, 2020 [27] 盧煥章主編 .石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊 .化學(xué)工業(yè)出版社, 2020. [28] 時(shí)鈞,汪家鼎,余國琮,陳敏恒主編 .化學(xué)工程手冊 (上卷 ).北京:化學(xué)工業(yè)出版社 [29] 劉光啟 ,馬連湘 ,劉杰 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 (無機(jī)卷 ).北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 7 設(shè)計(jì)條件 : (三)、 設(shè)計(jì)任務(wù): 設(shè)計(jì)一分離甲苯 乙苯混合物的連續(xù)精餾塔 (四)、 設(shè)計(jì)參數(shù): ⑴ 原料液的處理量: 萬 t/a ⑵: (甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) ⑶ 塔板形式:浮閥原料液組成 ⑷ 設(shè)計(jì)條件: 操作壓力 4kPa(塔頂產(chǎn)品出料管表壓 ); 4kPa(釜液出料管表壓); 4kPa(進(jìn)料管表壓) 進(jìn)料熱狀況 泡點(diǎn) 回流比 自選 單板壓降 ≦ 年工作時(shí)間 300天( 24 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)) 建廠地址 六盤水地區(qū) (五)、 設(shè)計(jì)指標(biāo): 塔頂餾出液組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):≧ 塔底釜液組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):≦ (六) 、 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 : 1. 設(shè)計(jì)方案簡介:對(duì)確定的工藝流程、塔及塔板類型進(jìn)行簡要論述; 2. 精餾塔塔徑、塔高及塔板主要工藝尺寸的計(jì)算; 3. 輔助設(shè)備的計(jì)算及選型; 4. 繪制精餾工藝流程圖( 2 號(hào))及精餾塔工藝條件圖 (2號(hào) ); 5. 對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述。 進(jìn)料流量 F= k m o l / h 7 2 . 2 224*3 0 0 60 . 6 5 / 1 0 6 . 10 . 3 5 / 9 2 . 1 3108 0 0 0 0 3 ??? )( ??? ??? ?????? ?? ?? 7 2 . 2 2 WDWDWxDxFx WDFWDF 聯(lián)立解得 D= kmol/h , W= kmol/h 二、塔板數(shù)的確定 (一)、理論板層數(shù) NT的求取 表 1 按托尼方程常數(shù) Antoine 方程 常數(shù) ? 物質(zhì) A B C 溫度范圍℃ 甲苯 6~ 137 乙苯 26~ 163 表 2 甲苯乙苯氣液平衡 相對(duì)揮發(fā)度 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 9 相對(duì)揮發(fā)度由文獻(xiàn) [1]中苯與甲苯的汽 液平衡組成可以找出 10 1021 ???? ??m 算出 t/℃ 113 116 119 122 oAP oBP x y 1? = ??BPAp 可得 從而推出 ?m? (二) 、確定操作的回流比 R 因 q= xe=xf= ?eyFF XX )1(1 ??? ? = 故有: 3 1 8 5 8 5 5 8 6 eDm i n ?????? ee xyR 而一般情況下 R=(~ 2)Rm ,考慮到精餾段操作線離平衡線較近,故取實(shí)際操作的回流比為最小回流比的 2 倍。 ????? hk m olVV /39。39。1 nnwnn xxVWxxVLy ????? 9 2 6 3 3 9 6 )1(0 3 0 3 )1(1 11111111??????????????DDxyxxxxxyxy???? )1(2222???????????yyxy?? 同理可算出如下值: 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 11 0 2 2 9 1 5 ,。塊板上進(jìn)料,以后將數(shù)所以第 (五)、 所以總理論板數(shù)為 ?TN 14塊(包括再沸器),第 8塊板上進(jìn)料。 氣相平均密度用00 TPPMTV ?? 計(jì)算 表 3 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的密度 ? 求得在平均溫度下甲苯和乙苯的密度 Tm1 = ℃, 801 807 70 1 101 20 ? ???? 甲苯?, ?甲苯? kg/m3 110120 ? ???? 乙苯?, ?乙苯? kg/m3 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的密度 ? 溫度 T/℃ 60 70 80 90 100 ρ kg/m3 甲 苯 810 乙 苯 溫度 T/℃ 110 120 130 140 150 ρ kg/m3 甲 苯 770 乙 苯 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 14 同理: Tm2 = ℃, ` ?甲苯? kg/m3 , ` ?乙苯? kg/m3 精餾段液相平均密度 : 氣相平均密度計(jì)算 7 8 4 )9 9 1 1 7 3(* 5 4 * 7 3 ???V? kg/m3 液相平均密度計(jì)算 0 8 8 1 7 9 7 9 5 1 7 7 3 )]8 1 7 ( 0 *8 1 7 [*8 1 7 1 ?????L? `1 ?L? kg/m3 提餾段液相平均密度 : 氣相平均密度計(jì)算 )0 9 1 3 7 3(* 5 4 0 7 0 3* 7 3 ???V? kg/m3 液相平均密度計(jì)算 6 42 8 3 0 9 5 5 )]3 1 ( 0 *3 1 [*3 1 2 ?????L? ` 2 ?L? kg/m3 ( 五 )、液體平均表面張力計(jì)算 由于已查得 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的表面張力(如表 4),將其以 T 為x軸、 σ 為 y 軸分別繪制出甲苯、乙苯的溫度 表面張力曲線圖(如圖 4)。 s) 甲苯 乙苯 溫度 T/℃ 110 120 130 140 150 粘度( mPa s 2 7 1 1 1 72 7 5 1 1 01 2 0 ? ???? B?, ?B? mPaTm2 = ℃時(shí), ?A? mPa s 精餾段液相平均粘度 : 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 16 2 4 3 8 2 *2 6 6 1 7 *2 4 2 )1( 111 ?????? yy BA ??? mPa s 精餾段 質(zhì)量流量: * ??? LML L kg/s 0 0*5 4 ??? VMV V kg/s 體積流量 : 0 0 5 5 7 ??? LS LL ? sm/3 9 0 7 8 4 ??? VS VV ? sm/3 提餾段 質(zhì)量流量: * ??? LML L kg/s 0 0* 0 322 ??? VMV V kg/s 體積流量 : ??? LS LL ? sm/3 ??? VS VV ? sm/3 四. 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 17 史密斯圖 精餾段塔徑的計(jì)算 取板間距 HT=,取板上清液層高度 Lh = 。1 ???? ?, 圓整取 ? , 上下塔徑一致 塔截面積: AT1== = m2 空塔氣速: 6 3 7 ??? m/s 提餾段塔徑的計(jì)算 取板間距 HT=,取板上清液層高度 Lh = 。2 ???? ?,為加工方便,圓整取? . 塔截面積: AT2== = m2 空塔氣速: 9 9 ??? m/s 表6 板間距與塔徑的關(guān)系 ⑤ 塔徑 D/mm 300~ 500 500~ 800 800~ 1600 1600~ 2400 板 間 距HT/mm 200, 250,300 250, 300,350 300, 350 ,400, 450, 500 400, 450,500, 550, 600 (二)、精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度: Z 精 =( Np11)HT=(141) =6 m 提餾段有效高度: Z 提 =( Np21)HT=(101) =4 m 在進(jìn)料板上方開一人孔 H180。 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 19 各項(xiàng)計(jì)算如下: ①、堰長 1Wl : 取 m 3 6 .6 ????Wl ②、溢流堰高度 hw1 根據(jù)液流收縮系數(shù)圖可查得液流收縮系數(shù) E1=,對(duì)于平直堰,堰上液層高度
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