化工原理精餾塔設(shè)計(jì)說明-在線瀏覽
2025-05-26 13:51本頁面
【正文】 問題的復(fù)雜性的初次嘗試。2011年06月27日. . . .. .【中文摘要】：，常壓蒸餾。原料液由高位槽經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入精餾塔內(nèi)。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后進(jìn)入貯槽再經(jīng)過冷卻器冷卻。設(shè)計(jì)包括：主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算—物料衡算xF= xD= xW= F=，提餾段3塊。,閥孔數(shù)目為115個(gè)，輔助設(shè)備的選型，工藝流程圖，主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。確定操作方案的原則：1． 滿足工藝和操作的要求2． 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求3． 保證安全生產(chǎn) 塔型選擇根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按年工作日300天，每天開動設(shè)備24小時(shí)計(jì)算，由于產(chǎn)品粘度較小，為減少造價(jià)，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F1型浮閥塔（浮閥塔型號見附表3）。操作壓強(qiáng)常取決于冷凝溫度。乙醇－水體系對溫度的依賴性不強(qiáng)，且非熱敏性物質(zhì)，常壓下為液態(tài)。 進(jìn)料熱狀態(tài)的選擇進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。此外，在泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設(shè)計(jì)和制造上提供了方便，故在后面的塔徑計(jì)算只以精餾段為例。若待分離的物系為某種輕組分和水的混合物，且塔底產(chǎn)物近于純水，而且在濃度稀薄時(shí)溶液的相對揮發(fā)度較大，例如：乙醇－水體系中，乙醇是輕組分，水由塔底排出，且水的比熱較大，這時(shí)只需在塔底安裝一個(gè)鼓泡管，可省去一個(gè)再沸器，即把蒸汽直接通入塔釜汽化釜液，這樣操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用均可降低。通過上述論證，綜合考慮選用間接蒸汽加熱的方式。如果塔頂蒸汽溫度低，可選用冷凍鹽水或深井水作冷卻劑。水的入口溫度由氣溫決定，出口溫度由設(shè)計(jì)者確定。冷卻水出口溫度的選擇由當(dāng)?shù)厮Y源確定，但一般不宜超過50℃，否則溶于水中的無機(jī)鹽將析出，生成水垢附著在換熱器的表面而影響傳熱。 熱能利用精餾過程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。雖然塔頂蒸汽冷凝可以放出大量熱量，但是由于其位能較低，不可能直接用作為塔底的熱源。 設(shè)備操作流程概要設(shè)計(jì)中乙醇－水采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后經(jīng)過泵送入精餾塔內(nèi)，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)物冷卻后送入貯槽。操作時(shí)連續(xù)的從再沸器中取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海┰俜衅髦性弦翰糠制a(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。并將冷凝液借助重力作用送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)過冷凝器后被送出作為塔頂產(chǎn)品。產(chǎn)品槽和相應(yīng)的泵,有時(shí)還要設(shè)置高位槽。比如流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力表等，以測量物流的各項(xiàng)參數(shù)。進(jìn)料組分：出料組成：釜?dú)堃航M成：料液平均摩爾質(zhì)量：出液流量為：故,由全塔物料衡算知：通過計(jì)算,得：全塔物料衡算數(shù)據(jù)如下： 物料衡算數(shù)據(jù)記錄FDW 操作線方程確定 精餾段操作線方程 最小回流比Rmin及操作回流比R的確定確定最小回流比Rmin查氣液平衡相圖（見附圖1），得：由公式，圖中知：選擇適當(dāng)回流比RA、求解塔底、塔頂相對揮發(fā)度W、D塔底揮發(fā)度的確定W因?yàn)?查氣液平衡相圖(附圖1)，查得根據(jù)公式：代入數(shù)據(jù)：，得：塔頂揮發(fā)度的確定D因?yàn)?則查氣液平衡相圖（見附圖1），查得根據(jù)公式：代入數(shù)據(jù) 。當(dāng)R1=() 吉利蘭圖查吉利蘭圖，得：計(jì)算，得：N=同理,可計(jì)算出其它幾個(gè)。=L+F,V39。D==V=(R+1) 實(shí)際塔板數(shù)確定NP 計(jì)算塔板總效率ET計(jì)算平均溫度下的粘度[2] 根據(jù)乙醇水體系的相平衡數(shù)據(jù)可以查得： 塔頂：℃。 塔頂和塔底的算術(shù)平均溫度：℃下，根據(jù)公式：得：求算全塔平均溫度tm下的相對揮發(fā)度m由于，查氣液平衡相圖，得：x2=y2=根據(jù)公式：得：利用奧康奈爾關(guān)聯(lián)式計(jì)算塔板總效率ET根據(jù)公式：得： 計(jì)算實(shí)際塔板數(shù)NP根據(jù)公式：得： 塔及塔板主要工藝尺寸的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中所用參數(shù)的確定 定性溫度的確定定性溫度分為精餾段定性溫度和提餾段定性溫度xF=（附圖1），得：T進(jìn)=℃ =已知： 則：即： 即： 精餾段參數(shù)平均組成，參考?xì)庖浩胶庀鄨D可確定精餾段的平均氣液相組成，液相中。 塔板間距塔徑Dr，m板間距HT,mm200300250350300450450600400600初步選定HT=400mm。 塔徑的圓整選用直徑為1400mm的標(biāo)準(zhǔn)塔徑。 溢流裝置與流體流型板式塔的溢流裝置包括溢流堰，降液管及受液盤，本設(shè)計(jì)采用單流型具有弓形降液管塔板的溢流裝置，單流型，液體流徑較長，板面利用好，塔板結(jié)構(gòu)簡單。（a）U型流 （b）單流型 （c）雙溢流型 （d）階梯流型降液管有圓形和弓形兩種。 溢流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 塔板結(jié)構(gòu)為維持培板上有一定高度的流動液層，必須設(shè)置溢流裝置。溢流堰 為維持塔板上一定高度的均勻流動液層，一般采用平直流堰（出口堰）。B、堰上液層
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