【正文】 量的計算 ...................................................................................... 6 液體平均粘度的計算 ...................................................................................... 7 平均密度的計算 ............................................................................................... 7 液相平均表面張力的計算 ............................................................................... 8 五、精餾塔主要工藝尺寸的計算 ................................................................................ 9 塔徑的計算 ...................................................................................................... 9 精餾塔有效高度的計算 ................................................................................. 11 溢流裝置計算 ................................................................................................ 11 塔板布置 ........................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 六、塔板流動性能的校核 .......................................................................................... 15 氣相通過塔 板的壓強(qiáng)降 ph 及 pp? 的校核 ..................................................... 15 霧沫夾帶量 eV校核 ......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 液體在降液管中停留時間校核 ....................................... 錯誤 !未定義書簽。 液相負(fù)荷下限線 ............................................................... 錯誤 !未定義書簽。 熱量衡算 ........................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 塔頂上升蒸汽出口管的直徑 Dv ..................................... 錯誤 !未定義書簽。 進(jìn)料管的直徑 FD ............................................................. 錯誤 !未定義書簽。VD .................................................................. 27 十、塔附屬設(shè)備的計算 .............................................................................................. 27 筒體厚度 ....................................................................................................... 27 封頭 ............................................................................................................... 28 除沫器 ........................................................................................................... 28 裙座 ............................................................................................................... 28 人孔 ............................................................................................................... 29 塔總體高度的設(shè)計 ....................................................................................... 29 全凝器 ........................................................................................................... 29 泵的選型 ......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 十一、精餾塔設(shè)計計算結(jié)果匯總一覽表 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 1 主要符號說明 .................................................................... 錯誤 !未定義書簽。進(jìn)料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 50%，使塔頂產(chǎn)品 甲醇 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到 98%，塔底釜液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%。按照芬斯克方程計算理論塔板數(shù)為 9 塊，其中精餾段塔板數(shù)為 5 塊，提 餾段塔板數(shù)為 3 塊。精餾段實際板數(shù)為 12 塊，提餾段實際板數(shù)為 7 塊，實際加料板位置在第 13 塊板。通過流體力學(xué)驗算表明此塔的工藝尺寸符合要求，由負(fù)荷性能圖可以看出此精餾塔有較好的操作性能，精餾段操作彈性為 ,提 餾段操作彈性為 。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾過程。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。塔釜采用直接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。 甲醇 — 水混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點溫度后送入精餾塔進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。 熱量衡算 塔的附屬設(shè)備及主要附件的選型 繪制工 藝流程圖和工藝條件圖 精餾塔主要工藝尺寸的設(shè)計 精餾塔的工藝設(shè)計 3 第二部分 塔的工藝計算 一、整理有關(guān)物性數(shù)據(jù) 甲醇 的性質(zhì) 表 組分 分子式 分子量 沸點 熔點 水 H2O 甲醇 CH3OH 表 (T— x— y) T(℃ ) X Y T(℃ ) X Y 100 二、全塔物料衡算 進(jìn)料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) 甲醇 的摩爾質(zhì)量 AM = kg/kmol 水的摩爾質(zhì)量 BM = kg/kmol 0 0 4 ???Wx???Fx 4 MF =? +（ ） ? =MD = ? +（ ） ? =MW =? +（ ） ? =0 6 4 )243 3 0/(4 0 0 0 0 0 0 0 ??F =三、塔板數(shù)的確定 確定回流比 :根據(jù)甲醇 — 水氣液平衡組成表和相對揮發(fā)度公式 x1y1xy???? ， 1 * 2 * 3 . . . . . .nm a a a a na ? 求得：算得相對揮發(fā)度α =， 平衡線方程為 ： y= αx1+(α1)x =(1+) 因為 泡點進(jìn)料 q=1，所以 Fx = qx =， 代入上式得 qy =。 += 圖解法求理論塔板層數(shù) 理論塔板數(shù) 圖解得 NT=9 層 ，其中精餾段理論板數(shù)為 5 層，提餾段理論板數(shù)為 3 層 ,第 6 層為加料板。則實際加料位置為第 13 塊塔板。 s 水 Pa 同理，提餾段：由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得，圖的橫坐標(biāo)為： 04 3 )91 4 ( 7 020 8 )( 2/12/1 ????????VLSSVL ?? 取板間距 ,??TH 板上液層高度 mhL ?? ,則 mhH LT ???? ，查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 ??C 11 smCuCCVVLL/8 6 0 9 1 8 9 1 4 9 0 10 9 1 0 9 1 )202 0 (0 7 5 )20(m a x20???????????????????? 取安全系數(shù)為 ，則 muVDsmuuS / m a x???????????????塔徑 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后 mD ?? 塔截面積為 222 1 3 0 )( mDAT ?????? ? 實際空塔氣速為： smAVuTS / 39。各項計算如下： (1) 堰長 Wl 精餾段 , mDlW ???? 提餾段 因 ,39。 ??? WW LLDD 故 (2)溢流堰高度 Wh 精餾段：由 OWLW hhh ?? ,選用平直堰，堰上液層高度 3/2)(100 WhOW lLEh ? 近似取 E=1，則精餾段： mhOW 0 0 7 7 8 ) 1 5 (11 0 0 3/2 ???? 12 取板上層清液高度 mhL ? ,則： mhhh OWLW 0 4 2 0 7 7 8 ????? 提餾段： m0 1 1 9 ) 0 8 (11 0 0 3/2 ?????OWh 取 mhhhmh OWLWL , ?????????? (3)弓形降液管高度 dW 和截面積 fA 精餾段：由 ??DlW ， 圖 7 弓形降液管的寬度和面積 查弓形降液管的參數(shù)圖得： mDWmAADWAAdTfdTf,2??????????? (4)降液管底隙高度 0h 降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以 oh 表示。本次設(shè)計中取 22mm。 （ 5） 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 取安定區(qū)寬度 sW =，邊緣區(qū)寬度取 cW = ， 弓形降液管寬度 Wd= ．塔板布置 精餾段： 鼓泡區(qū)間閥孔數(shù)的確定以及排列 采用 F1型重閥，孔徑為 39mm。浮閥塔篩孔直徑取 d=39mm,閥孔按等腰三角形排列。= ()189。取閥孔動能因子 FO= ①孔速 提餾段 uo= ,VmF??=()=②浮閥數(shù)： 提餾段 N=24sVdu?? =（ 1/4 ） = =123(個 ) ③有效傳質(zhì)區(qū)： )(2 )(2)a r c s i n180(2222??????????