苯與氯苯化工原理課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-07-31 13:24本頁面
【正文】 書 4 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 操作條件 4 設(shè)備型式 4 廠 址 4 5 5 5 5 6 73．1精餾段的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 7 10 10 11 12 12 13 15 15．液沫夾帶 13．漏液 13．液泛 13 精餾段汽液負(fù)荷性能圖 14．漏液線 14．液沫夾帶線 14．液相符合下限線 15．液相符合上限線 15．液泛線 15四．提餾段的設(shè)計(jì) 17 17 20 20 20 21 22 22 23．液沫夾帶 23．漏液 23．液泛 244．4塔板的負(fù)荷性能圖 24．漏液線 24．液沫夾帶線 25．液相符合下限線 25．液相符合上限線 25．液泛線 2總壓降及接管尺寸的確定 275．1接管 27．筒體與封頭 27．除沫器 28．裙座 28．吊住 28．人孔 28．塔總體高度的設(shè)計(jì) 28 296．1冷凝器的選擇 29 29七、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 30...........................................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..............31.................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．............32苯—氯苯混合液 精餾分離板式塔設(shè)計(jì)一．任務(wù)書 設(shè)計(jì)任務(wù)生產(chǎn)能力（進(jìn)料量） ： 14000 噸／年操作周期 ： 300 天／年進(jìn)料組成：XF = 40%（質(zhì)量分率，下同）塔頂產(chǎn)品組成：XD=98% 塔底產(chǎn)品組成：XW=% 操作條件操作壓力 ： 自 選 （表壓）進(jìn)料熱狀態(tài) ： 泡點(diǎn)進(jìn)料 (q=1) 單板壓降 ： ≯ kPa 回流比： R=(～)Rmin 由設(shè)計(jì)者自選塔頂采用全凝器泡點(diǎn)回流塔釜采用間接飽和水蒸氣加熱全塔效率為： 設(shè)備型式 ： 自 選 廠 址 ： 荊 門 地 區(qū) 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯—氯苯混合液。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)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(chǔ)罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。如下：過F點(diǎn)作垂線(q=1)，與相平衡線的焦點(diǎn)即為點(diǎn)e (xe,ye)xe= ye=代入得 Rmin=所以 R=1L=RD=1*= (kmol/h)V=(R+1)D=(1+1)* = (kmol/h) L’=L+qF=+1*= (kmol/h)V=V’=(kmol/h)操作線方程精餾段操作線方程：yn+1=R*xn/(R+1)+xD/(R+1)= xn + 提餾段操作線方程：ym+1=(L+qF)*xm/(L+qFW)WxW/(L+qFW)=圖解法求理論板層數(shù)，結(jié)果為：總理論板數(shù)NT=(包括再沸器)進(jìn)料板位置NF=5精餾段實(shí)際塔板數(shù)N精=4/≈7 塊提留段實(shí)際塔板數(shù)N提=3. 精餾段的設(shè)計(jì)3．1精餾段的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算(1)塔頂操作壓力 pD=+4= kPa每層塔板壓降 △p= kPa進(jìn)料板壓力 pF=+*7= kPa精餾段平均壓力 pm=(+)/2= kPa(2)操作溫度計(jì)算查苯—氯苯物系的汽液平衡數(shù)據(jù) ，通過內(nèi)插法，計(jì)算得泡點(diǎn)溫度。查表1，用內(nèi)插法得： ρA= (kg/m3) ρB= (kg/m3)進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率 aA=*(*+()*)=1/ρLFm =+ ρLFm = (kg/m3)精餾段液相平均密度為： ρLm =（ρLFm +ρLDm ）/2 =(+)/2= (kg/m3)（5）液體平均表面張力計(jì)算液相平均表面張力依下式計(jì)算，即：n σLm=Σxiσi i=1塔頂液相平均表面張力的計(jì)算：由tD= ℃，查表2得： σA= (mN/m) σB=(mN/m)σLDm =*+()*=(mN/m)進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算：由tF= ℃，查表2得： σA=(mN/m) σB=(mN/m)σLFm =* +()* =(mN/m)精餾段液相平均表面張力為： σLm =(+)/2=(mN/m)(6)液體平均黏度計(jì)算液相平均黏度依下式計(jì)算： lgμLm =∑xilgμi塔頂液相平均黏度的計(jì)算：由tD= ℃，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)（有機(jī)卷）》得： μA= mPas lgμLDm=*lg()+()*lg()解出μLDm = (mPas μB= mPas)精餾段液相平均黏度為： μLm =( + )/2= (mPa參考單流型塔板系列參數(shù)（分塊式）并且計(jì)算如下：① 堰長lW :取lW=*D=*= (m)② 溢流堰高度hW :由hW=hLhOW，選用平直堰，堰上液層高度hOW由下式計(jì)算，即： hOW=()*E*(Lh/lW)^(2/3)近似取E=1，則hOW=*1*(*3600/)^(2/3)= (m)板上清液層高度hL=60mm故hW=hLhOW== (m)③ 弓形降液管寬度Wd和截面積Af：由lW/D=，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》P108，圖310，得Af/AT= ，則： Af= m2Wd/D= , 則： Wd=*= (m)驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即：θ=3600AfHT/Lh=3600**(*3600)=5(s)故降液管設(shè)計(jì)合理。因?yàn)樗?800mm≥600mm，所以選用凹形受液盤，深度為50mm。查《化工原理課程設(shè)計(jì)》P117，表37得，塔板分為3塊。開孔區(qū)面積 Aa=其中x=D/2(Wd+Ws)=(+)= (m) r= D/2Wc== (m)故Aa=2*(*()^+**sin1())=(m2)⑤ 篩孔計(jì)算及其排列。篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為：t=3d0=15mm篩孔數(shù)目n為： n=*^2=1150(個(gè))開孔率為： Ф=A0/Aa=(d0/t)2 =*(5/15)^2=%氣體通過篩孔的氣速為：篩孔氣速 u0=VS/A0=(*)= (m/s) ①干板阻力hc計(jì)算。 hl=βhL ua=VS/(ATAf)=()= (m/s) Fo=*[kg1/2/(seV=*10^(6)/ σL (ua/()) =*10^(6)/*103*((*))= (kg液/kg氣) 所以液沫夾帶eV 在允許范圍內(nèi)。 精餾段汽液
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