酒精連續(xù)蒸餾板式塔的設(shè)計-在線瀏覽
2024-07-31 19:24本頁面
【正文】 以及設(shè)備費用的增加，尤其是真空操作不僅需要增加真空設(shè)備的投資和操作費用，而且由于真空下氣體體積增大，需要的塔徑增加，因此塔設(shè)備費用增加。 綜上所述，選擇 F1型重閥浮閥塔。酒精連續(xù)蒸餾板式塔的設(shè)計 第第第 一一一 部部部 分分分 ：：： 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 任任任 務(wù)務(wù)務(wù) 書書書 設(shè)計任務(wù)及要求 原料：乙醇 ~水溶液，年產(chǎn)量 48000 噸 乙醇含量： 50%(質(zhì)量分數(shù) )，原料液溫度： 35℃ 設(shè)計要求：塔頂?shù)囊掖己坎恍∮?93%(質(zhì)量分數(shù) ) 塔底的乙醇含量不大于 %(質(zhì)量分數(shù) ) 第第第 二二二 部部部 分分分 ：：： 工工工 藝藝藝 流流流 程程程 圖圖圖 (見附圖 1) 流程概要 ： 乙醇－水混合原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點后，送進精餾塔，塔頂上升的蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分采用回流，其余為塔頂產(chǎn)物，塔釜采用間接蒸汽加熱供熱，塔底產(chǎn)物冷卻后送人貯槽。 第第第 三三三 部部部 分分分 ：：： 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 方方方 案案案 的的的 確確確 定定定 及及及 說說說 明明明 一． 設(shè)計方案的確定 1．塔板類型：選用 F1 型重浮閥塔 . 浮閥塔兼有泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點，而且操作彈性大，操作靈活，板間壓降小，液面落差小 , 浮閥的運動具有去污作用，不容易積垢堵塞，操作周期長，結(jié)構(gòu)簡單，容易安裝，操作費用較小， 其制造費用僅為泡罩塔的 60%～ 80%；又由于 F1型浮閥塔結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，節(jié)省材料，性能良好；另外輕閥壓降雖小，但操作穩(wěn)定性差，低氣速時易漏液。 2．操作壓力：常壓精餾 對于乙醇－水體系，在常壓下已經(jīng)是液態(tài)，且乙醇－水不是熱敏性材料，在常壓下也可成功分離 ，所以選用常壓精餾。綜上所述，選擇常壓操作。 4．加熱方式：間接蒸汽加熱 蒸餾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。 5．熱能利用方式：選擇適宜回流比，塔釜殘液作為原料預(yù)熱熱源 適宜的回流比應(yīng)該通過經(jīng)濟核算來確定，即操作費用和設(shè)備折舊費用之和為最低時的回流比為最適宜的回流比。 5．回流方式：泡點回流 泡點回流易于控制 ,設(shè)計和控制時比較方便 ,而且可以節(jié)約能源。本精餾裝置利用高溫的釜液與進料液作熱交換，同時完成進料液的預(yù)熱和釜液的冷卻，經(jīng)過熱量與物料衡算，設(shè)想合理。 2。 3。從預(yù)熱器、全凝器 、冷卻器出來的液體溫度分別在 5060℃、 40℃和 35℃左右，可以用于民用熱澡水系統(tǒng)或輸往鍋爐制備熱蒸汽的重復(fù)利用。 第第第 四四四 部部部 分分分 ：：： 設(shè)設(shè)設(shè) 計計計 計計計 算算算 與與與 論論論 證證證 1. 塔型選擇 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按年工作日 330 天，每天開動設(shè)備 24 小時計算，產(chǎn)品流量為 ，由于產(chǎn)品粘度較小，流量較大，為減少造價，降低生產(chǎn)過程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產(chǎn)效率，選用浮閥塔。 由于精餾過程的計算均以摩爾分數(shù)為準(zhǔn)，需先把設(shè)計要求中的質(zhì)量分數(shù)轉(zhuǎn)化為摩爾分數(shù)。?fx 39。1 ?? Dxy 39。1 ?x 摩爾分數(shù) ?fx ?? Dxy ?fy ?x 摩爾質(zhì)量/ /kg kmol ?LfM ?LM ?VfM ?VM 溫度 /℃ 在平均溫度下查得 33 /,/232 mkgmkg OHCHCHOH ?? ?? 液相平均密度為： 3 2 239。11 L m L mL m C H C H O H H Oxx? ? ???? 其中，平均質(zhì)量分數(shù) 39。 精餾段的負荷列于表 3 表 3 精餾段的汽液相負荷 名稱 氣 相 液相 平均摩爾質(zhì)量 / /kg kmol 平均密度 / 3/kgm 體積流量 / 3/mh （ sm/3 ） ( 3/ms) 提餾段 整理提餾段的已知數(shù)據(jù)列于表 5，采用與精餾段相同的計算方法可以得到提餾段的負荷，結(jié)果列于表 6。?wx 39。?wy 39。有以上的計算結(jié)果可以知道： 汽塔的平均蒸汽流量： smVVV STSJS / 3????? 汽塔的平均液相流量： smLLL STSJS /00 00 3????? 汽塔的汽相平均密度： 3/ mkgVTVJV ????? ??? 汽塔的液相平均密度： 3/ mkgLTLJL ????? ??? 塔徑可以由下面的公式給出： 4SVDu?? 由于適宜的空塔氣速 m ax( ~ )uu? ，因此，需先計算出最大允許氣速 maxu 。 取無效邊緣區(qū)寬度 mmWC 50? ，破沫區(qū)寬度 mmWS 70? ， 查得 mmlW 1029? ，對應(yīng)的截塔面積 mAT ? 7 3 4 0 0/1 0 2 9/ ??Dl W 查圖可得， ?Tf AA ?DWd 弓形溢 流管寬度 mmDW d ?? Wl 、 TA 、 DlW/ 的查取見《常用化工單元設(shè)備設(shè)計》P67 表 25 單流型塔板某些參數(shù)推薦值 DWd/ 、 Tf AA/ 由《常用化工單元設(shè)備設(shè)計》 P64 圖 220 弓形降液管的參數(shù) 查得 酒精連續(xù)蒸餾板式塔的設(shè)計 弓形降液管面積 mAA Tf ???? mWDR C ????? mWWDx Sd ??????? 驗算： 液體在精餾段降液管內(nèi)的停留時間 ssL HA SJ TfJ ?????? 液體在精餾段降液管內(nèi)的停留時間 ssL HA ST TfT ?????? 弓形降液管 堰高 采用平直堰，堰高 owlw hhh ?? mmlLEh wSow )(100 3/2 ?? mmhhh owlw ????? 根據(jù) － owh ≧ wh ≧ － owh ，驗算： － ≧ ≧ ，故成立 所以， mhow ? mhw ? 降液管底隙高度 h0 mhh w 0 4 5 0 ??? ， 取 mmh 450 ? 滿足不少于 20～ 25mm，符合要求。 浮閥數(shù)目 浮閥數(shù)目2021 SVN u?? 氣體通過閥孔時的速度0 Fu v?? 取動能因數(shù) 11?F ，那么 smu / 110 ??，因此 2 ??? ?? ?N 個 排列 由于采用分塊式塔板，故采用等 邊 三角形叉排。 浮閥的形式 及浮閥的排列選用參考《常用化工單元設(shè)備設(shè)計》 P69 見附圖三
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