6萬(wàn)噸年甲醇-水溶液浮閥精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)-在線瀏覽
2025-06-30 18:17本頁(yè)面
【正文】 （)/()=()/()∴tD=℃∵ ()/()=(tw100)/()∴tw=℃∵ ()/()=()/()∴tf=℃平均溫度=(tD+tw)/2=(+)/2=℃又由奧克梅爾公式：ET=(αμL)其中α=,μL=∵（)/()=()/()∴tD=℃∵ ()/()=(tw100)/()∴tw=℃∵ ()/()=()/()∴tf=℃1）精餾段：塔頂溫度tD=℃, tf=℃, ∴t精=(tD+tf)/2=℃2）提餾段: t提=(tw+tf)/2 =(+)/2=℃3) 平均溫度=(tD+tw)/2=(+)/2=℃1）精餾塔的汽、液相負(fù)荷:L=RD== kmol/hV=(R+1)D=(+1) = kmol/hV’=V= kmol/hL’=L+F= kmol/h+382 kmol/h=2）塔頂平均分子量: X1=, Y1=MVDM=32+()18=MLDM=32+()18=3) 加料板上一塊塔板平均摩爾質(zhì)量：X5=, Y5=MVFM=32+() 18= g/molMLFM =32+() 18= g/mol4） 加料板平均分子量：Xf= , yf=MVFM=32+()18= g/molMLFM=32+()18= g/mol5）塔底平均分子量：xw=, yw=MVWM=32+()18=MLWM=32+()18=∴精餾段平均摩爾質(zhì)量：MVm=(MVDm+MVFm)/2=(+)/2=MLm=(MLDm+MLFm)/2 =(+)/2= 提餾段平均摩爾質(zhì)量：MVm=(MVDm+MVFm)/2=(+)/2=MLm=(MLDm+MLFm)/2 =(+)/2=:精餾段：ρV,M=PMVM/RT精=[(+)]=提餾段：ρV,M’=P’MVM’/RT提=[(+)]= 表1 甲醇和水不同溫度下的密度溫度/℃60708090100ρ（甲醇）751743734725716 ρ（水）已知： 混合液密度: 甲醇與水在對(duì)應(yīng)溫度下的密度：溫度℃甲醇 水 1．精餾段①塔頂：tD=℃ XD=∵ 1/ρLD,M=WA/ρLA+WB/ρLB 其中WAD==, WBD=,ρLA=,ρLB=∴ρLD,M=②進(jìn)料板上：tf=℃,Xf=,ρLA=, ρLB=∵WAf=又∵ 1/ρLF,M=+()/ ∴ρLF,M=精餾段平均液相密度：ρL,M精=(+)/2=2．提餾段：塔底：tw=℃，Xw=,∵1/ρLW,M=WA/ρLA+WB/ρLB 其中WAW= ,WBW=ρLA=∴ρLW,M=∴提餾段平均液相密度ρL,M =(+)/2= 表2 甲醇和水不同溫度下的表面張力溫度/℃60708090100б（甲醇） б（水）∵бm=∑xiбi，故甲醇與水在對(duì)應(yīng)溫度下的表面張力：溫度℃甲醇mN/m水mN/m1．精餾段①塔頂：tD=℃ xD=б水=, б甲醇=бm,D=+() =②進(jìn)料板上：tf=℃,Xf=,б水=, б甲醇=бm,F=+=∴бm,精=(+)/2=2．提餾段塔底： tw=℃, Xw=б水=, б甲醇=бm,W=+=∴бm,提=(+)/2=,m 表3 甲醇和水不同溫度下的粘度溫度/℃60708090100μ（甲醇） μ（水）采用插值法，故甲醇與水在對(duì)應(yīng)溫度下的粘度為：溫度℃甲醇mPas1．精餾段查表得：℃時(shí),μ水=s∴μL,D=+=s , μ甲醇=s∴μL,m精=(+)/2=s , μ甲醇=s∴μL,m提=(+)/2=工業(yè)中應(yīng)用最廣的降液管是弓形降液管。①溢流堰長(zhǎng)lw==②出口堰高 hw Ls/lW =3600/= lW /D=查流體收縮系數(shù)圖得：E=,選用平直堰，堰上液層高度hOW由下式計(jì)算則how=, 又∵h(yuǎn)1 =∴h w = h1 how===③降液管的寬度Wd與降液管的面積Af∵lW / D= ,查得 =,=∴Wd==, Af==④降液管底隙高度降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以hO表示。本次設(shè)計(jì)中取22mm。取安定區(qū)寬度WS=，邊緣區(qū)寬度取WC= 弓形降液管寬度 Wd=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。按N=151重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)：孔速u0= VS/（π 1/4 d2 N）= m/sF0=uo(ρV,M) =閥孔動(dòng)能因數(shù)變化不大，仍在9～12范圍內(nèi)。故氣體流經(jīng)一層浮閥塔塔板的壓力降的液柱高度為：hp=+=∴常板壓降== 640Pa,符合設(shè)計(jì)要求。即：Hd≤ψ（HT+hW），Hd=hw+how+hd+hp+△ hd=(LS/(lwho))2 甲醇水屬于一般物系， 對(duì)于浮閥塔△≈0則Hd=hw+how+hd+hp+△=++(())2+=ψ（HT+hW）=(+)=， 故本設(shè)計(jì)中不會(huì)出現(xiàn)液泛為使液體夾帶的氣泡得以分離，液體在降液管內(nèi)應(yīng)有足夠的停留時(shí)間?！遧W / D= ,查得 =,=∴Wd==, Af==停留時(shí)間θ=AfHT/LS=5s ∴符合要求泛點(diǎn)率=100%lL=D2Wd==Ab=AT2Af==式中: lL——板上液體流經(jīng)長(zhǎng)度，m。計(jì)算出的泛點(diǎn)率在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足ev(干氣)的要求。 塔板負(fù)荷性能圖及操作彈性因堰上液層厚度how為最小值時(shí)，對(duì)應(yīng)的液相流量為最小。以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，因Af= ， HT= 又因θ=AfHT/LS ,則LS,大= / 5= 據(jù)此可作出與液體流量無(wú)關(guān)的水平漏液線。 LS39。為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管高度應(yīng)大于管內(nèi)泡沫層高度。忽略式中項(xiàng)，將以下五式代入上式，得到：因物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則、及φ等均為定值，而與VS又有如下關(guān)系，即：整理得： LSVS由以上各線的方程式，可畫(huà)出圖塔的操作性能負(fù)荷圖。過(guò)圓點(diǎn)連接OP作出操作線.由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：（1）在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn)P（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。（3）操作彈性Vmax=, Vmin=操作彈性=Vmax/ Vmin =3∴此設(shè)計(jì)符合要求。工業(yè)中應(yīng)用最廣的降液管是弓形降液管。①堰長(zhǎng)lw’∵塔徑D’= , ∴堰長(zhǎng)lw’=’=②出口堰高 hw’=h1’how’∵L’ / l W’ =3600/= l W’ / D’= 查流體收縮系數(shù)圖得：E=, ∴h w’ = hl’ how’== m③降液管的寬度’與降液管的面積’：由lW ’/D= 查圖得查得’=, ’=∴Wd’==, Af’==④ 液體在降液管中停留時(shí)間 θ= Af’HT/Ls’=5s故降液管設(shè)計(jì)合適⑤降液管底隙高度h0’ 降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以表示。降液管底隙高度應(yīng)低于出口堰高度，(hwho)6mm才能保證降液管底端有良好的液封。本次設(shè)計(jì)中取22mm。取安定區(qū)寬度WS’=邊緣區(qū)寬度 WC’=
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