設(shè)計(jì)16000噸甲醇-水連續(xù)填料蒸餾塔-在線瀏覽
2024-07-29 06:45本頁(yè)面
【正文】 1 1 1 10 圖 1：甲醇 水汽液相平衡圖 在對(duì)甲醇和水二元物系汽液平衡數(shù)據(jù)做擬合之后，可得出汽相組成 y 和液相組成x 的函數(shù)關(guān)系式： Y ＝ ＋ － ＋ － 388035736X4 ＋ － ＋ － (2) 求最小回流比及操作回流比 由于本設(shè)計(jì)采用的是泡點(diǎn)進(jìn)料， q＝ 1， xq＝ xF＝ 根據(jù)擬合得到的 y－ x 方程，可得到 yq＝ 最小回流比 Rmin＝ (xD－ yq) / (yq – xq) 可得到 Rmin＝ 所以回流比 R＝ 2Rmin＝ 2＝ (3)求精餾塔的汽、液相負(fù)荷 L＝ RD＝ ＝ V＝ (R＋ 1) D＝ ＝ L’＝ L＋ F＝ ＋ ＝ V’＝ V＝ (4)精餾段和提餾段的操作線方程 精餾段操作線方程為： y＝ (R/ R+1)x ＋ xD/（ R+1） ＝ ()x ＋ ＝ ＋ 0 1 0 1 x y 1 11 提餾段操作線方程為： y’＝ (L’/V’)x － (W/ V’)xW ＝ ()x－ () ＝ － (5)逐板計(jì)算法求理論塔板數(shù) 規(guī)定塔釜是第一層塔板，從下往上依次命名為第 3……n 塊。本設(shè)計(jì)從塔底液相組成開(kāi)始計(jì)算。同理， x2與 y2為平衡關(guān)系，可以用平衡方程由 x2求得 y2，再用提餾段操作線方程由 y2求得 x3。由于對(duì)于間接蒸汽加熱，再沸器內(nèi)汽液兩相可視為平衡，因此再沸器相當(dāng)于一層塔板。然后改用精餾段操作線方程由 y6求得x7，再利用相平衡方程由 x7 求得 y7。因此， 根據(jù)計(jì)算結(jié)果 精餾段所需的理論板層數(shù)是 。 逐板計(jì)算的結(jié)果是精餾塔理論塔數(shù)為 11 塊，提餾段 5 塊，精餾段 塊，進(jìn)料板是第 5 塊 (不包括再沸器 )。先假設(shè)泡點(diǎn)，分別代入安托尼方程求算純組分的飽和蒸汽壓，再由泡點(diǎn)方程核算假設(shè)的泡點(diǎn)。汽相溫度與液相溫度相差不大，可近 似看作相等。C 液相中甲醇 的摩爾分?jǐn)?shù) 汽相中甲醇 的摩爾分?jǐn)?shù) 100 0 0 tW xW ＝ / （來(lái)源自表 2） 可得： (0－ ) / (0－ ) ＝ (100－ ) / (100－ tW) tW＝ 176。C 液相中甲醇 的摩爾分?jǐn)?shù) 汽相中甲醇 的摩爾分?jǐn)?shù) tF xF ＝ / （來(lái)源自表 2） 可得： (－ ) / (－ ) ＝ (－ ) / ( tF－ ) tF＝ 176。C 蒸發(fā)潛熱 ?Hr / (kJ/ kmol) Tc / K 甲醇 水 100 塔頂溫度下的潛熱計(jì)算： tD＝ 176。C 時(shí)， Cpc＝ 1 kcal (kg?176。C) ] 組分 tD ＝ 176。C 平均值 tW ＝ 176。C 平均值 甲醇 水 可得 ：甲醇 Cp1ave(tD－ tF)＝ (－ )＝－ Cp1ave’ (tW － tF)＝ (－ )＝－ 水 Cp2ave(tD－ tF)＝ (－ )＝－ Cp2ave’ (tW － tF)＝ (－ )＝ ∫ Cp(D~F) dt ＝ [Cp1avexD’＋ Cp2ave(1－ xD’)] (－ ) ＝ [＋ ](－ )＝－ ∫ Cp(W~F) dt ＝ [Cp1ave’xW’＋ Cp2ave’(1－ xW’)](－ ) ＝ [＋ ]＝ 且已知 D＝ ＝ D’＝ kg/h W’＝ kg/h QD＝ D’∫Cp(D~F)dt ＝ ( － )＝－ ＝－ QW＝ W’ ∫Cp(W~F)dt＝ ＝ ＝ 對(duì)全塔進(jìn)行熱量衡算 QF＋ QS＝ QD＋ QW＋ QC 1 15 以進(jìn)料溫度所對(duì)應(yīng)的焓值為基準(zhǔn)做熱量衡算： QS＝ QD＋ QW＋ QC－ QF ＝－ ＋ ＋ － 0＝ ＝ 195106 kJ/h 塔釜熱損失為 10％， QS’＝ QS / = 106 kJ/h 其中 QS —— 加熱器理想熱負(fù)荷 QS’ —— 加熱器實(shí)際熱負(fù)荷 QD —— 塔頂餾出液帶出熱量 QW —— 塔底帶出熱量 (5)加熱蒸汽消耗量 當(dāng) T＝ ， p=300kPa ， ?Hr 水蒸氣 ＝ kJ/kg Wh ＝ QS’/ ?Hr 水蒸氣 =106 / = kg/h 表 5 熱量衡算數(shù)據(jù)結(jié)果列表 符號(hào) QC WC QF QD QW QS’ Wh 數(shù)值 106kJ/h 五 、 精餾塔工藝條件及有關(guān)物性的計(jì)算 塔頂條件下的流量及物性參數(shù) xD’＝ 98% ， xD＝ ， MLD＝ MVD＝ kg/kmol ， D＝ ， D’＝ kg/h， tD＝ 176。C ， 查常用溶劑相對(duì)密度表可得： ρ 甲醇 ＝ 735 kg/m3 1 16 表 6 不同溫度下水的密度 溫度 t/176。C ρ 水 70 內(nèi)插 法求解 (－ ) / (－ ρ 水 )＝ (70－ 60) / (70－ ) 可得 ρ 水 ＝ kg/m3 1/ρLD ＝ xD’/ρ 甲醇 ＋ (1－ xD’)/ ρ 水 ， ρLD ＝ kg/m3 (3)液相粘度： tD＝ 176。甲醇 ＝ mPa?s 表 7 不同溫度下水的粘度 溫度 t/176。/ (mPa?s) 60 tD＝ 176。水 70 內(nèi)插法求解 (－ )/(－ 181。水 ＝ mPa?s OHOHCHL xx23 lg)1(lglg ??? ???， 181。C ，查醇類(lèi)水溶液表面張力圖可得， σ 甲醇 ＝ 表 8 不同溫度下水的表面張力 溫度 /176。LD σLD 數(shù)值 kg/kmol kg/kmol kg/m3 kg/m3 mPa?s mN/m 塔底條件下的流量及物性參數(shù)： xw’ ＝ % ， xW ＝ % ， MVW ＝ MLW＝ kg/kmol ， W’＝ kg/h ， tW＝ 176。C ，近似可以看成是 100176。C ，查飽和水的物性參數(shù)表可得， 181。LW ≈181。C ，查飽和水的物性參數(shù)表可得， σ 水 ＝ σLD＝ σ 甲醇 xD ＋ σ 水 (1－ xD) ≈σ 水 ＝ 表 10 精餾塔底部數(shù)據(jù)結(jié)果列表 符號(hào) MLW MVW ρVW ρLW 181。C (1)汽相平均相對(duì)分子量： 根據(jù)甲醇－水汽液相平衡方程， xF ＝ %，可得 yF ＝ MVF ＝ 32＋ 18 ＝ kg/kmol (2)汽相密度： ρVF＝ (MVF/)(TO/T)(p/po)＝ ()[(＋ )] ＝ k
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