《精馏塔设计》word版

《《精馏塔设计》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、一、设计方案的确定1.塔型：选用重型浮阀塔F1型浮阀塔的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，广泛用于化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB1118-68）内。一般情况下采用重阀，只有在处理量大并且要求压强降得很低的系统（如减压塔）中，采用轻阀。由于本设计采用常压操作即可完成任务故采用重阀。重阀采用厚度未2mm的薄板冲制，每阀质量约为33g。浮阀塔具有以下优点：生产能力大；操作弹性好；塔板效率高；气体压强及液面落差较小；使用周期长；结构简单，便于安装；塔的造价低等。2.操作压力：常压精馏因为常压下乙醇—水湿液态混合物，其沸点较低（小于100℃），故采用

2、常压精馏就可以分离。3.进料状态：泡点进料泡点进料的操作容易控制，而且不受季节的影响；另外泡点进料时精馏段和提留段塔径相同，设计和制造比较方便。4.加热方式：采用间接蒸汽加热5.冷却剂与出口温度：采用25℃常温水为冷却剂，出口温度是40℃6.回流方式：泡点回流泡点回流易于控制，设计和控制是比较方便，而且可以节约能源。3.1工艺条件和物性参数的计算3.3.1将质量分数转换成摩尔分数质量分数：摩尔分数：3.1.2物料衡算摩尔流量：原料处理量故摩尔流量由质量流量：3.1.3平均分子量3.1.4理论塔板数的求取（图解法）乙醇—水气液平衡数据做图（1）最小回流比从下

3、图读得，精馏线的斜率为，故（2）精馏段方程，故取则精馏段方程为：（3）提留段方程，，则提留段方程为：故得到下图：由图得到全塔共需理论塔板13块，扣除再沸器后理论塔板数，其中精馏段12块，提留段0块3.1.5全塔效率（1）作图：（2）计算黏度从图查得，，则由《流体力学与传热》附录二和P257液体粘度共线图可得水和乙醇在不同温度下的粘度：，（3）相对挥发度：由图上查得，，，则计算全塔效率为：3.1.6实际塔板数，取整其中，精馏段：，提留段：3.1.7塔的工艺条件以及无聊数据计算（一）、操作压强因为常压下乙醇—水湿态混合物，其沸点较低（小于），故采用常压精馏就可

4、以分离。塔顶压强：,取每层压强降为，塔底压强：进料板压强：全塔平均操作压强：精馏塔平均操作压强：提留段平均压强：（二）、温度查图可知：塔顶：，塔釜：，进料：全塔平均温度：精馏段平均温度：提留段平均温度：（三）、平均分子量1.塔顶当，查图可得：2.进料板3.塔釜当，4.精馏段平均分子量5.提留段平均分子量（四）、平均密度1.液体密度由《流体力学与传热》附录和P252有机液体相对密度共线图可得水和乙醇在不同温度下的相对密度。（设为乙醇，为水）（1）塔顶：，查得，，故（2）进料板：，查得，，故（3）塔底密度：，查得，，故（4）精馏段平均相密度（5）提留段平均液相

5、密度（6）精馏段气相密度（1）提留段气相密度（五）、液比表面积张力由《流体力学与传热》附录和P254有机液体的表面张力共线图可得水和乙醇在不同温度下的表面张力。且℃℃表面平均张力为：（六）、液体粘度由《流体力学与传热》附录和P257液体粘度共线图可得水和乙醇在不同温度下的粘度。且平均粘度为：3.1.8精馏段气液负荷计算,3.2塔的主要工艺尺寸3.2.1初选塔径由《传热传质过程设备设计》P180-P182可知，适宜的空塔气速与最大气速和所取的安全系数有关：，其中，这里取（1）动能参数（2）根据《传热传质过程设备设计》P180-182可初选板间距，板上液层厚度

6、，则（3）根据史密斯关系图，得：故（4）空塔气速最大允许气速故（5）塔径按标准塔径圆整为，可见这里的和的关系与《传热传质过程设备设计》P183表4-3经验关系相符。校正：他的截面积为：实际空塔气速：3.2.2溢流装置由于塔径小于，所以选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。1.堰长对于单溢流，一般取堰长为，故取校核液体在降液管宽度和面积用《传热传质过程设备设计》P186表4-5求取。查表得：所以验算液体在降液管中的停留时间，由《传热传质过程设备设计》P192式4-14得2.出口堰高由《传热传质过程设备设计》P190式4-11可知：前面已设定，采用平直堰，堰上液层

7、高度可依《传热传质过程设备设计》P190式4-12计算，即：因为及，所以由《传热传质过程设备设计》P190图4-16查得，代入上式得：则1.降液管底隙高度2.为了简便，用下式决定：取（符合液封要求）3.2.3塔板位置及浮阀塔数目与排列1.阀孔数由《传热传质过程设备设计》P194式4-18得可知：取，求孔速，求每层塔板上得浮阀数（已知重型阀得阀孔直径）：2.塔板布置（1）取边缘区宽度：两边安定区高度：由《传热传质过程设备设计》P195式4-22计算鼓泡区面积：式中因此（2）浮阀排列方式对整块式塔板，采用正三角形叉排，孔心距为阀孔总面积：排间距：取具体的排列见

8、下图，共安排浮阀个数只3.验算气速及阀孔动能因数由实际浮阀个数可知