精馏塔塔板负荷性能图数据

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乙醇_水精馏塔设计说明

乙醇_水精馏塔设计说明

符号说明:英文字母Aa---- 塔板的开孔区面积,m2A f---- 降液管的截面积, m2A T----塔的截面积 mC----负荷因子无因次C20----表面张力为20mN/m的负荷因子d o----阀孔直径D----塔径e v----液沫夹带量 kg液/kg气E T----总板效率R----回流比R min----最小回流比M----平均摩尔质量 kg/kmolt m----平均温度℃g----重力加速度 9.81m/s2F----阀孔气相动能因子 kg1/2/(s.m1/2)h l----进口堰与降液管间的水平距离 mh c----与干板压降相当的液柱高度 mh f----塔板上鼓层高度 mh L----板上清液层高度 mh1----与板上液层阻力相当的液注高度 m ho----降液管底隙高度 mh ow----堰上液层高度 mh W----溢流堰高度 mh P----与克服表面张力的压降相当的液注高度 mH-----浮阀塔高度 mH B----塔底空间高度 mH d----降液管内清液层高度 mH D----塔顶空间高度 mH F----进料板处塔板间距 m H T·----人孔处塔板间距 mH T----塔板间距 ml W----堰长 mLs----液体体积流量 m3/sN----阀孔数目P----操作压力 KPa△P---压力降 KPa△Pp---气体通过每层筛的压降 KPa N T----理论板层数u----空塔气速 m/sV s----气体体积流量 m3/sW c----边缘无效区宽度 mW d----弓形降液管宽度 mW s ----破沫区宽度 m希腊字母θ----液体在降液管内停留的时间 s υ----粘度 mPa.sρ----密度 kg/m3σ----表面张力N/mφ----开孔率无因次X`----质量分率无因次下标Max---- 最大的Min ---- 最小的L---- 液相的V---- 气相的m----精馏段n-----提馏段D----塔顶F-----进料板W----塔釜一、概述乙醇~水是工业上最常见的溶剂,也是非常重要的化工原料之一,是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。

精馏塔的计算

精馏塔的计算

精馏塔的计算4.3 塔设备设计概述在化工、石油化工及炼油中,由于炼油工艺和化工生产工艺过程的不同,以及操作条件的不同,塔设备内部结构形式和材料也不同。

塔设备的工艺性能,对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及“三废”处理和环境保护等各个方面,都用重大的影响。

在石油炼厂和化工生产装置中,塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的25.93%。

塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多,例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%,在年产60-120万吨催化裂化装置中占48.9%。

因此,塔设备的设计和研究,对石油、化工等工业的发展起着重要的作用。

本项目以正丁醇精馏塔的为例进行设计。

塔型的选择塔主要有板式塔和填料塔两种,它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程,但两者各有优缺点,要根据具体情况选择。

a.板式塔。

塔内装有一定数量的塔盘,是气液接触和传质的基本构件;属逐级(板)接触的气液传质设备;气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层,使气液相密切接触而进行传质与传热;两相的组分浓度呈阶梯式变化。

b.填料塔。

塔内装有一定高度的填料,是气液接触和传质的基本构件;属微分接触型气液传质设备;液体在填料表面呈膜状自上而下流动;气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动,并进行气液两相的传质和传热;两相的组分浓度或温度沿塔高连续变化。

1 填料塔与板式塔的比较:表4-2 填料塔与板式塔的比较塔型选择一般原则:选择时应考虑的因素有:物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。

(1)下列情况优先选用填料塔:a.在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔的高度;b.对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔;c.具有腐蚀性的物料,可选用填料塔。

因为填料塔可采用非金属材料,如陶瓷、塑料等;d.容易发泡的物料,宜选用填料塔。

苯甲苯精馏塔设计

苯甲苯精馏塔设计

化工原理课程设计常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计班级:化学工程系2011级1班姓名:学号:指导老师:贾鑫老师完成时间:2014年6月26日化工系常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计一、前言1.1设计任务及条件:泡点进料(q=1),塔顶进入全凝器,塔釜间接蒸汽加热,塔板压降:(0.5-0.7)KPa1.2物系用途及性质(1)苯的性质:摩尔质量78.11g/mol,密度0.8786 g/mL,相对蒸气密度(空气=1):2.77,蒸汽压(26.1℃):13.33kPa,临界压力:4.92MPa,熔点278.65 K (5.51 ℃),沸点353.25 K (80.1 ℃),在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水,标准摩尔熵So(298.15K):173.26 J/mol·K,标准摩尔热容 Cpo:135.69 J/mol·K (298.15 K),闪点 -10.11℃(闭杯),自燃温度 562.22℃,结构:平面六边形,最小点火能:0.20mJ,爆炸上限(体积分数):8%,爆炸下限(体积分数):1.2%,燃烧热:3264.4kJ/mol,溶解性:微溶于水,可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。

它有机化合物,是组成结构最简单的芳香烃,在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强烈的芳香气味。

苯可燃,有毒。

苯难溶于水,易溶于有机溶剂,本身也可作为有机溶剂。

苯是一种石油化工基本原料。

苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。

苯具有的环系叫苯环,是最简单的芳环。

(2)苯在工业上的用途:苯是工业上一种常用溶剂,主要用于金属脱脂。

苯有减轻爆震的作用而能作为汽油添加剂。

苯在工业上最重要的用途是做化工原料。

苯可以合成一系列苯的衍生物:苯与乙烯生成乙苯,后者可以用来生产制塑料的苯乙烯与丙烯生成乙丙烯,后者可以经乙丙苯法莱生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚,制尼龙的环己烷,合成顺丁烯二酸酐,用于制作苯胺的硝基苯,用于农药的各种氯苯,合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯,合成氢醌、蒽醌等化工产品。

塔板式精馏塔设计(图文表)

塔板式精馏塔设计(图文表)

塔板式精馏塔设计(图文表)(一)设计方案的确定本设计任务为乙醇-水混合物。

设计条件为塔顶常压操作,对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。

酒精精馏与化工精馏过程不同点就在于它不仅是一个将酒精浓缩的过程,而且还担负着把粗酒精中50多种挥发性杂质除去的任务,所以浓缩酒精和除去杂质的过程在酒精工业中称为精馏。

物料中的杂质基本上是在发酵过程中生成的,只是很少数的杂质是在蒸煮和蒸馏过程中生成的。

本次设计的精馏塔用板式塔,内部装有塔板、降液管、各种物料的进出口及附属结构(如全凝器等)。

此外,在塔板上有时还焊有保温材料的支撑圈,为了方便检修,在塔顶还装有可转动的吊柱。

塔板是板式塔的主要构件,本设计所用的塔板为筛板塔板。

筛板塔的突出优点是结构简单造价低,合理的设计和适当的操作能使筛板塔满足要求的操作弹性,而且效率高,并且采用筛板可解决堵塞问题,还能适当控制漏液。

设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。

塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。

该物系属不易分离物系,最小回流比较小,采用其1.5倍。

设计中采用图解法求理论塔板数,在溢流装置选择方面选择单溢流弓形降液管。

塔釜采用间接蒸汽加热,塔顶产品经冷却后送至储罐。

(二)精馏塔的物料衡算1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量 M 乙醇=46kg/kmol纯水的摩尔质量 M 水 =18kg/kmolx F =18/65.046/35.046/35.0+=0.174x D =18/1.046/9.046/9.0+=0.779x W =46/995.018/005.018/005.0+=0.0022.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F =0.174×46+18×(1-0.174)= 22.872 kg/kmol M D =0.779×46+18×(1-0.779)= 39.812 kg/kmol M W =0.002×46+18×(1-0.002)= 18.056 kg/kmol3.物料衡算 D=30024812.3948000000⨯⨯=167.454 kmol/hF=D+WF ·x F =D ·x D +W ·x W解得 F=756.464 kmol/h W=589.01 kmol/h{(三)塔板数的确定1.回流比的选择由任务书提供的乙醇-水物系的气液平衡数据绘出x-y 图;由于设计中选用泡点式进料,q=1,故在图中对角线上自点a(x D,x D)作垂线,与Y轴截距oa=x D/(R min+1)=0.415 即最小回流比R min=x D/oa-1=0.877取比例系数为1.5,故操作回流比R为R=1.5×0.877=1.3162.精馏塔的气液相负荷的计算L=RD=1.316×167.454=220.369 kmol/hV=L+D=(R+1)D=2.316×167.454=387.823 kmol/h L ’=L+qF=220.369+756.464=976.833 kmol/h V ’=V+(q-1)F=V=387.823 kmol/h3.操作线方程精馏段操作线方程为 y=1+R R x+11+R x D =1316.1316.1+x+11.3161+×0.779即:y=0.568x+0.336提馏段操作线方程为y=F q D R qF RD )1()1(--++x-F q D R DF )1()1(--+-x W=1.316*167.454+1*756.464(1.316+1)*167.454x-756.464167.454(1.3161)*167.454-+×0.002 即:y=2.519x-0.0034.采用图解法求理论塔板数塔顶操作压力P D=101.3 KPa单板压降△P=0.7 kPa进料板压力P F=0.7×18+101.3=113.9 kPa塔底操作压力P W=101.3+0.7×26=119.5 kPa精馏段平均压力P m=(101.3+113.9)/2=107.6 kPa 压力P m=(113.9+119.5)/2=116.7 kPa2.操作温度计算计算全塔效率时已知塔顶温度t D=78.43 o C进料板温度 t F=83.75 o C塔底温度t W=99.53 o C精馏段平均温度t m=(t D+t F)/2=(78.43+83.75)/2=81.09 o C提馏段平均温度t m=(t W+t F)/2=(99.53+83.75)/2=91.64 o C3.平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量计算由x D=y1=0.779 查上图可得x1=0.741M VDm=0.779×46+(1-0.779)×18=39.812 g/molM LDm=0.741×46+(1-0.741)×18=38.748 g/mol进料板平均摩尔质量计算 t f=83.74 o C由y F=0.518 查上图可得x F=0.183M VFm =0.518×46+(1-0.518)×18=32.504 g/mol M LFm =0.183×46+(1-0.183)×18=23.124 g/mol 精馏平均摩尔质量M Vm =( M VDm + M VFm )/2=36.158 g/molM Lm =( M LDm + M LFm )/2=30.936 g/mol4.平均密度计算气相平均密度计算由理想气体状态方程计算,即ρVm =RT PMv =)15.27309.81(314.8158.366.107+⨯⨯=1.321 kg/m 3 液相平均密度计算液相平均密度依1/ρLm =∑αi /ρi 计算 塔顶液相平均密度计算t D =78.43 o C 时 ρ乙醇=740 kg/m 3 ρ水=972.742 kg/m 3ρLDm =)742.972/1.0740/9.0(1+=758.14 kg/m 3进料板液相平均密度计算t F =83.75 o C 时 ρ乙醇=735 kg/m 3 ρ水=969.363 kg/m 3ρLFm =)363.969/636.0735/364.0(1+=868.554 kg/m 3塔底液相平均密度计算t W =99.53 o C 时 ρ乙醇=720 kg/m 3 ρ水=958.724 kg/m 3ρLWm =)724.958/995.0720/005.0(1 =957.137 kg/m 3精馏段液相平均密度计算ρLm =(ρLFm +ρLDm )/2=(758.14+868.554)/2=813.347 kg/m 3提馏段液相平均密度计算ρLm =(ρLFm +ρLWm )/2=(957.137+868.554)/2=912.846 kg/m 35.液体平均表面张力计算液体平均表面张力依σLm =∑x i σi 计算塔顶液相平均表面张力计算t D =78.43时 σ乙醇=62.866 mN/m σ水=17.8 mN/m σLDm =0.779×17.8+0.221×62.886=84.446 mN/m 进料板液相平均表面张力计算t F =83.75时 σ乙醇=61.889 mN/m σ水=17.3 mN/m σLFm =0.183×17.3+0.817×61.889=53.729 mN/m 塔底液相平均表面张力计算t W =99.53时 σ乙醇=58.947 mN/m σ水=15.9 mN/m σLWm =0.005×15.9+0.995×58.947=58.732 mN/m 精馏段液相平均表面张力计算σLm =(84.446+53.729)/2=69.088 mN/m 提馏段液相平均表面张力计算σLm =(58.732+53.729)/2=56.231 mN/m6.液体平均粘度计算液体平均粘度依lgμLm=∑x i lgμi计算塔顶液相平均粘度计算t D=78.43o C时μ乙醇=0.364mPa·s μ水=0.455 mPa·slgμLDm=0.779lg(0.455)+0.221lg(0.364)=-0.363μLDm =0.436 mPa·s进料液相平均粘度计算t F=83.75 o C时μ乙醇=0.341mPa·s μ水=0.415 mPa·slgμLFm=0.183lg(0.415)+0.817lg(0.341)=-0.452μLFm=0.353 mPa·s塔底液相平均粘度计算t W=99.53 o C时μ乙醇=0.285mPa·s μ水=0.335 mPa·slgμLWm=0.002lg(0.335)+0.998lg(0.285)=-0.544μLWm=0.285 mPa·s精馏段液相平均粘度计算μLm=(0.436+0.353)/2=0.395 mPa·s提馏段液相平均粘度计算μLm=(0.285+0.353)/2=0.319 mPa·s(五)精馏塔的塔体工艺尺寸计算1.塔径的计算精馏段的气液相体积流率为V S =ρ3600VM =2.949 m 3/s L S =ρ3600LM =0.0023 m 3/s 查史密斯关联图,横坐标为Vh Lh (vlρρ)21=949.20023.0(321.1347.813) 1/2=0.0196取板间距H T =0.45m ,板上液层高度h L =0.06m , 则H T -h L =0.39m 查图可得C 20=0.08 由C=C 20(20L σ)0.2=0.08(69.088/20)0.2=0.103u max =C (ρL -ρV )/ ρV =2.554 m/s取安全系数为0.7,则空塔气速为 u=0.7u max =1.788 m/sD=4V s /πu=788.1/14.3/949.2*4=1.39 m 按标准塔径元整后 D=1.4 m 塔截面积A T =(π/4)×1.42=1.539 ㎡ 实际空塔气速为 u=2.717/1.539=1.765 m/s 2.精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为Z 精=(N 精-1)H T =7.65 m 提馏段有效高度为Z 提=(N 提-1)H T =3.15 m在进料板上方开一人孔,其高度为 1m 故精馏塔的有效高度为 Z=Z 精+Z 提+1=7.65+3.15+1=11.8 m(六)塔板主要工艺尺寸的计算1.溢流装置计算因塔径D=1.4 m ,可选用单溢流弓形降液管 堰长l W =0.7×1.4=0.98 m 2.溢流强度i 的校核i=L h /l W =0.0023×3600/0.98=8.449≤100~130m 3/h ·m 故堰长符合标准 3.溢流堰高度h W平直堰堰上液层高度h ow =100084.2E (L h /l W )2/3由于L h 不大,通过液流收缩系数计算图可知E 近似可取E=1h ow =100084.2×1×(L h /l W )2/3=0.0119 mh W =h L -h ow =0.06-0.0119=0.0481 m 4.降液管尺寸计算查弓形降液管参数图,横坐标l W /D=0.7 可查得A f /A T =0.093 W d /D=0.151 故 A f =0.093A T =0.143 ㎡ W d =0.151W d =0.211 ㎡留管时间θ=3600A T H T /L H =27.64 s >5 s 符合设计要求5.降液管底隙高度h oh O =L h /3600l W u 0’=0.0023/0.98×0.08=0.03 m h W -h O =0.0481-0.03=0.0181 m >0.006 m 6.塔板布置塔板的分块 D=1400 mm >800 mm ,故塔板采用分块式。

浮阀式精馏塔的设计

浮阀式精馏塔的设计

化工原理课程设计––––浮阀式精馏塔的设计学校:班级:姓名:学号:指导教师:时间:课程设计任务书一、设计题目:分离苯—甲苯混合液的浮阀式精馏塔二、设计的原始数据及分离要求1、原料的规格及分离要求:(1)、生产能力:年处理苯—甲苯混合液6.0万吨(2)、年开工率:8000小时(3)、原料组成:苯含量45%(质量分率)(4)、进料热状况:饱和液体(5)、分离要求:塔顶苯含量不低于95%(质量分率)塔底苯含量不高于5%(质量分率)2、生产条件:(1)操作条件:常压(2)操作温度:原料和产品均为常温(25℃)(3)塔顶冷凝器:用循环水冷却(进口温度28℃)(4)塔底在沸器:用饱和水蒸气加热(5)回流比:取最小回流比的1.4倍三、设计要求:1、编制设计说明书(1)流程的确定及说明(2)精馏塔的设计计算(3)浮阀塔盘结构设计和计算(4)对设计结果讨论(5)参考文献2、绘制精馏系统工艺流程图四、指导教师:李英杰五、设计时间:2011年12月目录前言---------------------------------------------------------------------------------4 1.精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------------------5 1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率---------------------------------------5 1.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量--------------------------------51.3.物料衡算-------------------------------------------------------------------52.塔板数的确定---------------------------------------------------------------------5 2.1.理论板层数NT的求取-----------------------------------------------------5 2.2最小回流比及操作回流比----------------------------------------------------5 2.3精馏塔的气、液相负荷-------------------------------------------------------6 2.4操作线方程-------------------------------------------------------------------62.5塔的有效高度-----------------------------------------------------------------63.精馏塔的塔体工艺尺寸计算------------------------------------------------------73.1精流段塔体工艺尺寸计算---------------------------------------------------73.2塔经的计算------------------------------------------------------------------73.3 溢流装置-----------------------------------------------------------------------------------84.塔板负荷性计算--------------------------------------------------------------------------------114.1. 雾沫夹带线----------------------------------------------------------------------------114.2漏液线------------------------------------------------------------------------------------124.3液相负荷上限线-------------------------------------------------------------------------124.4液相负荷下限线-------------------------------------------------------------------------12 参考目录----------------------------------------------------------------------------14前言在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门,塔设备是一种重要的单元操作设备。

精馏塔(板式)设计

精馏塔(板式)设计

PA α= ∗ PB
(三)塔板数的确定 1、作出x-y相图 、作出 相图 2、最小回流比及操作回流比 、 3、理论板数及加料位置 、 ①求精馏塔的汽、液相负荷 求精馏塔的汽、

R = 1.5 Rmin
L′ = L + qF = RD + qF
V ′ = V + (q − 1) F = ( R + 1) D + (q − 1) F
化工原理课程设计
(6)冷凝器的选择 ) 塔顶产品(全凝器)和塔釜产品(冷却器) 塔顶产品(全凝器)和塔釜产品(冷却器) (7)加料方式的选择 ) 高位槽或泵 (8)工艺流程 ) 3、正戊烷和正己烷的性质、用途等 、正戊烷和正己烷的性质、
化工原理课程设计
二.工艺计算
主要内容是( 主要内容是(1)物料衡算 (2)确定回流比 (3)确定理论板数和实 际板数 (4)塔的气液负荷计算 (5)热量衡算 塔设备的生产能力一般以千克/小时或吨/年表示, 塔设备的生产能力一般以千克/小时或吨/年表示,但在理论板 计算时均须转换成kmol/h,在塔板设计时 在塔板设计时, 计算时均须转换成kmol/h,在塔板设计时,气液流量又须用体积 流量m /s表示 因此要注意不同的场合应使用不同的流量单位。 表示。 流量 m3/s 表示 。 因此要注意不同的场合应使用不同的流量单位 。 (一)全塔物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 、原料液及塔顶、
化工原理课程设计
②求精馏段、提馏段的操作线方程 求精馏段、
R xD y= x+ R +1 R +1
③作图求出理论板数 ④逐板计算求理论板数
WxW L + qF y′ = x′ − L + qF − W L + qF − W

塔板负荷性能图

塔板负荷性能图

塔板负荷性能图精馏段塔板负荷性能图(一)雾沫夹带线(I ) 由e v =σ6107.5-⨯(fT ah H u -)2.3式中a u =f T s A A V -==-1677.00106.2sV 0.543 s V (a )f h =2.5(h W ⨯h OW )=2.5[h W +2.84310-⨯E(Ws l L 3600)3/2] 近似取E=1.0 h W =0.044m W l =1.12m 故f h =2.5[0.044+2.84310-⨯(12.13600s L )3/2]=0.110+1.546sL 3/2 (b )取雾沫夹带极限值e v 为0.1kg 液/kg 气,已知31062.20-⨯=σN/m T H =0.4m将(a )、(b )式代入式4-410.1=361062.20107.5--⨯⨯()1.546L (0.110-0.4 0.543V 2/3ss +)2.3 整理得: s V =3.37-17.942/3sL (1)在操作范围内,任取几个s L 值,依(1)式算出相应得s V 值列于附表1中。

以表中数据作出雾沫夹带线(1),如附图2中线(1)所示。

附表1(二)液泛线(2)Φ(H T +h w )=h p +h w +h ow +h d 取E=1.0 l w =1.12m h ow =3/2w s )l 3600L (E 100084.2= 3/2s )1.123600L (E 100084.2=0.6185L 3/2S (C)因为 h p =h c +h l +h σh c = 0.051(o O c u )2(L V ρρ)= 0.051(0o S A c V )2LV ρρ = 0.051(1445.00.84V S ⨯)276.80594.2=0.0126V 2Sh l =0ε(h w +h ow )=(0.044+0.6185L 3/2S )×0.6=0.0264+0.3711L 3/2Sh σ =0.00209m所以 h p =h c +h l +h σ=0.0126V 2S +0.0264+0.3711L 3/2S +0.00209 =0.0285+0.0126V 2S +0.37L 3/2S (d )h d =0.153(OW h l Ls ⋅)2=0.153(045.012.1L s ⨯)2=60.23L 2S (e)将H T =0.4m ,h w 为0.044,Φ=0.5及(c )(d )(e )代入Φ(H T +h w )=h p +h w +h ow +h d0.5(0.4+0.044)=0.0285+0.0126V 2S +0.37L 3/2S +0.044+0.6185L 3/2S +60.23L 2S 所以 V 2S =11.87-78.45L 3/2S -4780.2L 2S (2)在操作范围内取若干L S 值,以式(2)计算V S 值,列于附表2中,以表中数据作出液泛线(2),如附图2中线(2)所示。

乙醇—水溶液精馏塔设计

乙醇—水溶液精馏塔设计

乙醇-水溶液连续精馏塔设计目录1.设计任务书 (3)2.英文摘要前言 (4)3.前言 (4)4.精馏塔优化设计 (5)5.精馏塔优化设计计算 (5)6.设计计算结果总表 (22)7.参考文献 (23)8.课程设计心得 (23)精馏塔设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔设计二、设计条件1.处理量: 15000 (吨/年)2.料液浓度: 35 (wt%)3.产品浓度: 93 (wt%)4.易挥发组分回收率: 99%5.每年实际生产时间:7200小时/年6. 操作条件:①间接蒸汽加热;②塔顶压强:1.03 atm(绝对压强)③进料热状况:泡点进料;三、设计任务a) 流程的确定与说明;b) 塔板和塔径计算;c) 塔盘结构设计i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图;ii. 流体力学验算;iii. 塔板负荷性能图。

d) 其它i. 加热蒸汽消耗量;ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量e) 有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书。

乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计前言乙醇在工业、医药、民用等方面,都有很广泛的应用,是很重要的一种原料。

在很多方面,要求乙醇有不同的纯度,有时要求纯度很高,甚至是无水乙醇,这是很有困难的,因为乙醇极具挥发性,也极具溶解性,所以,想要得到高纯度的乙醇很困难。

要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度,要用连续精馏的方法,因为乙醇和水的挥发度相差不大。

精馏是多数分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,因此可使混合液得到几乎完全的分离。

化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的,塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。

为实现精馏分离操作,除精馏塔外,还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。

可知,单有精馏塔还不能完成精馏操作,还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器,有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备,才能实现整个操作。

浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用,由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点,已成为国内应用最广泛的塔型,特别是在石油、化学工业中使用最普遍。

精馏塔设计说明书(最全)

精馏塔设计说明书(最全)

引言塔设备是化学工业,石油化工,生物化工,制药等生产过程中广泛采用的传质设备。

根据塔内气液接触构件的结构形式,可分为板式塔和填料塔两大类。

板式塔为逐级接触式气液传质设备,塔内设置一定数量的塔板,气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层,正常条件下,气相为分散相,液相为连续相,气相组成呈阶梯变化,它具有结构简单,安装方便,压降低,操作弹性大,持液量小等优点,被广泛的使用。

本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液,故选用板式塔。

设计方案的确定和流程说明1.塔板类型精馏塔的塔板类型共有三种:泡罩塔板,筛孔塔板,浮阀塔板。

浮阀塔板具有结构简单,制造方便,造价低等优点,且开孔率大,生产能力大,阀片可随气流量大小而上下浮动,故操作弹性大,气液接触时间长,因此塔板效率较高。

本设计采用浮阀塔板。

2. 加料方式加料方式共有两种:高位槽加料和泵直接加料。

采用泵直接加料,具有结构简单,安装方便等优点,而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。

故本设计采用泵直接加料。

3. 进料状况进料方式一般有两种:冷液进料及泡点进料。

对于冷液进料,当进料组成一定时,流量也一定,但受环境影响较大;而采用泡点进料,不仅较为方便,而且不受环境温度的影响,同时又能保证精馏段和提馏段塔径基本相等,制造方便。

故本设计采用泡点进料。

4. 塔顶冷凝方式苯和甲苯不反应,且容易冷凝,故塔顶采用全凝器,用水冷凝。

塔顶出来的气体温度不高,冷凝后的回流液和产品无需进一步冷却,选用全凝器符合要求。

5. 回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流。

本设计所需塔板数较多,塔较高,为便于检修和清理,回流冷凝器不适宜塔顶安装,故采用强制回流。

6. 加热方式加热方式分为直接蒸气和间接蒸气加热。

直接蒸气加热在一定回流比条件下,塔底蒸气对回流液有稀释作用,从而会使理论塔板数增加,设备费用上升。

故本设计采用间接蒸气加热方式。

7. 操作压力苯和甲苯在常压下相对挥发度相差比较大,因此在常压下也能比较容易分离,故本设计采用常压精馏。

《化工原理》乙醇-水混合液精馏塔设计

《化工原理》乙醇-水混合液精馏塔设计

《化工原理》乙醇-水混合液精馏塔设计一、设计任务:完成精馏塔工艺优化设计、精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设计和选用,绘制精馏塔的工艺条件图及塔板性能负荷图,并编制工艺设计说明书。

二、操作条件:年产量:7500t。

料液初温:30℃料液浓度:43%(含乙醇摩尔分数)塔顶产品浓度:97%(含乙醇摩尔分数)乙醇回收率:99.8%(以摩尔分数计)年工作日:330天(24小时运行)精馏塔塔顶压力:4kPa(表压)冷却水温度:30℃饱和蒸汽压力:2.5kgf/cm2(表压)单板压降:不大于0.7kPa全塔效率:52%回流比是最小回流比的1.8倍进料状况:泡点进料三、设计内容:(1)设计方案简介:对确定的工艺流程及精馏塔型式进行简要论述。

(2)工艺参数的确定基础数据的查取及估算,工艺过程的物料衡算及热量衡算,理论塔板数,塔板效率,实际塔板数等。

(3)主要设备的工艺尺寸计算板间距,塔径,塔高,溢流装置,塔盘布置等。

(4)主要附属设备设计计算及选型塔顶全凝器设计计算:热负荷,载热体用量。

(5)用坐标纸绘制乙醇-水溶液的y-x图一张,并用图解法求理论塔板数(贴在说明书中对应的地方)。

(6)绘制精馏塔设计条件图。

附:汽液平衡数据表1一、总体设计计算1.1 汽液平衡数据(760mm Hg)1.2塔的物料衡算=43/46.07/(43/46.07+57/18.01)=0.2277XF=97/46.07/(97/46.07+31/18.01)=0.9267XDM=0.2277⨯46.07+(1-0.2277)⨯18.02=24.399kg/kmol F同理可得M=44.013 D,=7.5*106/7920=946.97DD=946.97/44.013=21.516η=0.998=DXD /FXF=21.516*0.9267/0.2277FF=87.742 由 F=D+WFXF =DXD+WXW得:Xw=0.03998W=66.226 Kmol/h1.3塔板计算tF=(0.2277-0.1661/0.2337-0.1661)*(82.7-84.1)+84.1=82.82°CtF=82.82℃乙醇不同温度的饱和蒸气压乙醇的饱和蒸气压o={[(82.82-80)/(90-80)]*(158.27-108.32)}+108.32=122.41 PA水不同温度的饱和蒸气压由图数据通过内插法得P B O =53.0525 α =122.41/53.0525=2.31 泡点进料q=1R min =1/α-1[X D /X F -α(1-X D )/1-X F ]=2.94 R=1.8R min =5.292精馏段操作线方程1111n n D R y x x R R +=+++=0.841x+0.1473提馏段操作线方程W m m x WqF L W x W qF L qF L y -+--++=+''1=1.503x-0.000849实际塔板数N pE T =0.52精馏段Np1=11/0.52=21块提馏段Np2=3/0.52=6块总板数21+6=27块二、塔的工艺条件及物性数据计算2.1精馏段的数据1.平均压力Pm单板降压不大于0.7Kpa所以等于0.7Kpa塔顶:PD=4+101.3=105.3Kpa加料板:PF=105.3+0.7*21=120Kpa平均压力:Pm=(105.3+120)/2=112.65Kpa2.平均温度tD={[(0.9267-0.08943)/(1-0.8943)]*(80.02-78.15)}+78.15=78.72℃tF=82.82℃精馏段tm=(82.82+78.72)/2=80.77℃3.平均分子量塔顶:M VDM = XD×M轻组分+(1-XD)×M重组分=46.07*0.9267+(1-0.9267)*18.01=44.01kg/kmolM LDM = x1×M轻组分+(1-x1)×M重组分=46.07*0.743+(1-0.743)*18.01=38.86kg/kmol进料板的平均分子量:进料板对应的组成Xn 和ynM VFM = yn×M轻组分+(1-yn)×M重组分=46.01*0.512+(1-0.512)*18.01=32.38kg/kmolM LFM = Xn×M轻组分+(1-Xn)×M重组分=46.07*0.2277+(1-0.2277)*18.01=24.4kg/kmol 精馏段:MVm=(44.01+32.38)/2=38.2kg/kmolMLm=(38.36+24.4)/2=31.63kg/kmol4.平均密度塔顶:aA =0.97 aB=0.03查物性数据:易挥发组分密度ρ1= 763.42 Kg/m3难挥发组分密度ρ2= 972.58 Kg/ m3塔顶液相密度:ρLD =1/[a1/ρ1+(1-a1) /ρ2]= 741.84Kg/ m3进料板:aA =0.43 aB=0.53查物性数据:易挥发组分密度ρ1= 733.59 Kg/m3难挥发组分密度ρ2= 969.97 Kg/ m3进料液相密度:ρLF =1/[a2/ρ1+(1-a2) /ρ2]= 851.93Kg/ m3精馏段的平均液相密度:ρLM =(ρLD+ρLF)/2=796.88Kg/ m3精馏段平均汽相密度:TM =(TF+TD)/2=80.77℃ρVM =PM V /RT M =1.463Kg/ m 35. 液体的平均表面张力 (1)塔顶t D =78.72℃ бO =17.26 бW =62.8V O =46.07/737=0.06251m 3/kmol V w =18.01/973=0.01851m 3/kmol X o =X D =0.9267 X W =1-0.9267=0.0733 φo =X o V O /(X W V w +X o V O )=0.977 φW =1-0.977=0.023 B=lg(φW q /φo )=-3.266Q=0.041(q/T)(бO V O 2/3/q-бW V w 2/3)=-0.0007 A=B+Q=-3.266-0.0007=-3.2667lg(φs W q /φso )=-3.2667和φs W +φso =1解得 φs W =0.021 φso =0.979бm 1/4=φs W бW 1/4+φso бO 1/4=2.05 бDm =17.81N/m2. 进料板t F =82.82℃ бO =16.88 бW =62.04V O =46.07/733=0.06285m 3/kmol V w =18.01/969.3=0.01858m 3/kmol X o =X F =0.2277 X W =1-0.2277=0.7723 φo =X o V O /(X W V w +X o V O )=0.499φW =1-0.499=0.501 B=lg(φW q /φo )=-0.298Q=0.041(q/T)(бO V O 2/3/q-бW V w 2/3)=-0.00748A=B+Q=-0.298-0.00748=-0.3055lg(φs W q /φso )=-0.3055和φs W +φso =1解得 φs W =0.498 φso =0.502бm 1/4=φs W бW 1/4+φso бO 1/4=2.415 бFm =34.01N/m(3) 精馏段бm =(17.81+34.01)/2=25.91N/m 6. 液体的平均黏度,L D μ=0.44⨯0.9267+(1-0.9267)⨯0.357=0.434.a mP s,L F μ=0.12⨯0.33+(1-0.12)⨯0.30=0.3904.a mP s,L M μ精=0.435*0.3904+0.357*(1-0.3904)=0.387.a mP s 7. 精馏段的汽液负荷计算V=(R+1)D=(5.292+1)⨯21.516=135.38/kmol hS V =,,3600V V m V M ρ精精=135.38*38.2/(3600*1.463)=0.91m 3/sV h =3600*0.91=3262.96m 3/hL=RD=50292⨯21.516=113.86/kmol h,3600L s L m LM L ρ=精精=113.86*31.63/(3600*796.88)=0.001255L h =3600*0.001255=4.52m 3/h2.2 提馏段的数据1.平均温度t W ={[(0.03998-0.019)/(1-0.019)]*(89-95.5)}+95.5=92.93℃ t F =82.82℃提馏段t m =(82.82+92.93)/2=87.88℃2.平均分子量 塔底:M VWM = X W ×M 轻组分+(1-X W )×M 重组分=46.07*0.414+(1-0.414)*18.01=29.63kg/kmol M LWM = x 1×M 轻组分+(1-x 1)×M 重组分=46.07*0.03998+(1-0.03998)*18.01=19.13kg/kmol 提馏段:M Vm =(29.63+32.38)/2=31kg/kmol M Lm =(19.13+24.4)/2=21.77kg/kmol 3.平均密度塔底:a A =0.64 a B =0.36查物性数据: 易挥发组分密度ρ1= 725.87 Kg/m 3 难挥发组分密度ρ2= 963.23 Kg/ m 3塔底液相密度:ρLD =1/[a 1/ρ1+(1-a 1) /ρ2]= 963.15Kg/ m 3 提馏段的平均液相密度:ρLM =(ρLW +ρLF )/2=907.54Kg/ m 3 提馏段平均汽相密度:T M =(T F +T D )/2=87.88℃ ρVM =PM V /RT M =1.16Kg/ m34.液体的平均表面张力 (1)塔底t W =92.93℃ бO =13.27 бW =60.16V O =46.07/737=0.06251m 3/kmol V w =18.01/973=0.01851m 3/kmol X o =X W =0.03998 X W =1-0.03998=0.96 φo =X o V O /(X W V w +X o V O )=0.123φW =1-0.123=0.877B=lg(φW q /φo )=0.796Q=0.041(q/T)(бO V O 2/3/q-бW V w 2/3)=-0.000163 A=B+Q=0.796-0.000163=0.794lg(φs W q /φso )=0.794和φs W +φso =1解得 φs W =0.634 φso =0.366бm 1/4=φs W бW 1/4+φso бO 1/4=2.46 бWm =36.62N/m提馏段бm =(36.62+34.01)/2=35.32N/m 5.液体的平均黏度μlw =0.03998⨯0.324+(1-0.03998)⨯0.324=0.393.a mP s ,L F μ=0.12⨯0.33+(1-0.12)⨯0.30=0.3904.a mP s μL,M 提=0.393*0.084+0.393*(1-0.084)=0.33.a mP s 6.精馏段的汽液负荷计算V=(R+1)D=(5.292+1)⨯21.516=135.38/kmol hS V ==135.38*31/(3600*1.16)=1m 3/sV h =3600*1=3600m 3/hL=RD=50292⨯21.516=113.86/kmol hL s =113.86*21.77/(3600*907.54)=0.00154L h =3600*0.00154=5.508m 3/h三、塔和塔板主要工艺尺寸计算 3.1 塔径首先考虑精馏段:参考有关资料,初选板音距T H =0.5m 取板上液层高度L h =0.06m 故 T H -L h=0.5-0.06=0.44ms s L V ⎛ ⎝查图可得 20C =0.097校核至物系表面张力为9.0mN/m 时的C ,即C=20C 0.220σ⎛⎫⎪⎝⎭=0.0102max u =CL VVρρρ-可取安全系数0.7,则 u=0.7max u =0.7⨯2.378=1.665m/s故4sV uπ按标准,塔径圆整为1.2m ,则空塔气速为0.805m/s3.2 精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为1Z N =-T 精精()H =(21-1)⨯0.5=10m提馏段有效高度为1Z N =-T 提提()H =(6-1)⨯0.5=2.5mZ 总=10+2.5=12.5m3.3 溢流装置采用单溢流、弓形降液管⑴ 堰长 w l 取堰长 w l =0.6Dw l =0.6⨯1.2=0.72m⑵ 出口堰高w h =L ow h h -选用平直堰,堰上液层高度ow h 由下式计算ow h =2/32.841000h w L E L ⎛⎫ ⎪⎝⎭近似取E=1.03,则ow h =0.00995故 w h =0.06-0.00995=0.05m ⑶ 降液管的宽度d W 与降液管的面积f A 由L D /D T =0.6《化工设计手册》 得dW D =0.1,f TA A =0.053 故 d W =0.12 f A =0.0722()24D π=0.062m留时间 f T sA H L τ==23.9s (>5s 符合要求)提馏段t=A d H T /Ls=33.11=>5s⑷ 降液管底隙高度 h ο u o ,=0.08h ο=L s /w l u o ,=0.022m3.4 塔板布置(1)取边缘区宽度c W =0.06,安定区宽度s W =0.075(2)计算开孔面积212sin 180a x A R R π-⎡⎤=⎢⎥⎣⎦=0.7992m 其中 x=2D-(d s W W +)=0.405m R=2D-c W =0.54m 3.5 筛板数n取筛孔的孔径0d 为39mm,正三角形排列,一般碳钢的板厚δ为3mm,孔中心距t=75.0mm 浮阀数目 取阀动能因数11F =,则由式o υ=o υ=计算塔板上的筛孔数n,即 n=4V s /πd o 2u o =83.75=84提馏段的筛口气速和筛孔数用上述公式计算, 提馏段 u 0=10.21m/s, n=82个取边缘区宽度c W =0.06,安定区宽度s W =0.075,板厚δ为3mm, 做等腰三角形叉排h=Aa/0.075n=0.127m=120mm 阀孔气速μo =4V s /πnd o 2=9.12m/s F 0=10.97四、筛板的流体力学性能 1. 塔板压降校核 h f =h c +h e(1)气体通过干板的降压h c临界孔速 u 0c =(73/ρv )1/1.825=8.52m/s<u 0 所以h c =5.34(ρv /ρL )(u 02/2g)=0.0411m (2)气体通过班上液层的压降h e h e =β(h w +h ow )=0.05*0.06=0.03 (3)h б克服表面张力的压降 h б=0.00034m(4)气体通过筛板压降h f 和∆p f h f =h c +h e +h б=0.07144m∆p f =ρl *g*h f =558.5kpa<0.7kpa 2. 雾沫夹带量校核泛点率1100%F bF =板上液体流经长度 Z L =D T -2W D =0.96m F=40.72%<80%不会发生过量的雾沫夹带 3. 漏液校核=4.134m/s k=u 0/u'0=2.19=>2提馏段用同样的方法得,k=u 0/u'0==>2 4. 降低管液泛校核为防止降液管液泛的发生,应使降液管中清液层高度()d T w H H h ≤Φ+d P L d H h h h =++ 即h d =0.153(L s /L w h o )2=0.00096m取 取校正系数Φ=0.5,H d =0.1324,Φ(H T +h w )=0.275m可见(),d T W H H h φ≤+符合防止淹塔的要求。

化工原理课程设计精馏塔详细版

化工原理课程设计精馏塔详细版

广西大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业:班级:姓名:学号:设计时间:设计题目:乙醇——水筛板精馏塔工艺设计(取至南京某厂药用酒精生产现场)设计条件: 1. 常压操作,P=1 atm(绝压)。

2. 原料来至上游的粗馏塔,为95——96℃的饱和蒸汽。

因沿程热损失,进精馏塔时原料液温度降为90℃。

3. 塔顶产品为浓度92.41%(质量分率)的药用乙醇,产量为 40吨/日。

4.塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%(质量分率)。

5.塔釜采用饱和水蒸汽加热(加热方式自选);塔顶采用全凝器,泡点回流。

6.操作回流比R=(1.1——2.0)R。

min设计任务: 1. 完成该精馏塔工艺设计,包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。

2.画出带控制点的工艺流程图,t-x-y相平衡图,塔板负荷性能图,筛孔布置图以及塔的工艺条件图。

3.写出该精流塔的设计说明书,包括设计结果汇总和对自己设计的评价。

指导教师:时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计(取至南京某厂药用酒精生产现场)1.1.2 设计条件 1.常压操作,P=1 atm(绝压)。

2.原料来至上游的粗馏塔,为95-96℃的饱和蒸气。

因沿程热损失,进精馏塔时原料液温度降为90℃。

3.塔顶产品为浓度92.41%(质量分率)的药用乙醇,产量为40吨/日。

4.塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%(质量分率)。

5.塔釜采用饱和水蒸气加热(加热方式自选);塔顶采用全凝器,泡点回流。

6.操作回流比R=(1.1—2.0)R。

min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计,包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。

2.画出带控制点的工艺流程示意图,t-x-y相平衡图,塔板负荷性能图,筛孔布置图以及塔的工艺条件图。

3.写出该精馏塔的设计说明书,包括设计结果汇总和对自己设计的评价。

1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇,工厂实行三班制,每班工作8小时,每天24小时连续正常工作。

板式塔

板式塔

3.塔板板面布置设计计算
液体
(p176,p186例10-1 )
塔板面积可分为以下几部分: 1)有效传质区:Aa 2)降液区:Af , A’f 3)塔板入口安定区,宽度W’s 4)塔板出口安定区,宽度Ws 5)边缘区,宽度Wc
1.塔高计算 Z=NPHT
HT—板间距,m;按经验值选取。(p178)
2.塔径计算
DT
Vs
u
4
Vs——塔内汽相流量,m3/s; u —汽相的空塔速度,m/s
塔径计算后需圆整
1.Vs 计算 设汽相为理想气体
Vs
VM m
3600 V

Vs
V 3600
22.4 TP0 T0 P
式中:V—汽相流量,kmol/h
——用图解法及解析法
(4)求最小回流比
Rmin
xD yd
yd xd
y
(5)适宜回流比
Ropt (1.1 2.0)Rmin
q线 d
xF x
(6)求塔内上升蒸汽与下降液流量
L RD
V L D (R 1)D L L qF V V (1 q)F
4.逐板计算法和图解法求理论塔板数NT
浮阀塔的缺点
1、气速较低时,塔板会出现漏液现象。 2、阀片有卡死或吹落的可能。 3、塔板压力降较大。
筛板塔的优点 1、结构简单,制造容易,造价低。 2、塔板效率较高,生产能力大。 3、大孔径筛板对物料的适应性强,不易堵塞。
筛板塔的缺点
1、操作弹性小,需保持较稳定的气、液流速, 否则会造成漏液或气液接触不良。 2、小孔径筛板易堵塞,不适宜处理脏的、粘性 大的和带固体颗粒的料液。
100
E0
E0 0.49( L )0.245

化工原理课程设计 精馏塔设计

化工原理课程设计 精馏塔设计

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计绪论1、设计方案的思考通体由不锈钢制造,塔节规格Φ25~100mm、高度0.5~1.5m,每段塔节可设置1~2个进料口/测温口,亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。

整个精馏塔包括:塔釜、塔节、进料罐、进料预热器、塔釜液储罐、塔顶冷凝器、回流比控制器、产品储罐等。

塔压降由变送器测量,塔釜上升蒸汽量可通过采用釜液温度或灵敏板进行控制,塔压可采用稳压阀控制,并可装载自动安全阀。

为使塔身保持绝热操作,采用现代化仪表控制温度条件,并可在室温~300℃范围内任意设定。

同时,为了满足用户的科研需要,每一段塔节内的温度、塔釜液相温度、塔顶气相温度、进料温度、回流温度、塔顶压力、塔釜压力、塔釜液位、进料量等参数均可以数字显示。

2、工艺流程原料液由泵从原料储罐中引出,在预热器中预热后送入连续板式精馏塔(筛板塔),塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液,其余作为产品经冷却至后送至产品槽;塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流,塔釜残液送至废热锅炉。

流程示意图 :冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器←~ 塔底产品冷却器→氯苯的储罐→氯苯3、设计方案的确定及工艺流程的说明本设计任务为分离苯-氯苯混合物。

对于二元混合物的分离,应采用连续精馏过程。

设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。

塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。

该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2倍。

塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。

第一章设计任务1、设计题目设计一座苯-氯苯连续精馏塔,塔顶馏出液中含苯97%。

原料液中含苯为62%,塔底产品2%,生产能力65000t/y(以上均为质量%)。

2、操作条件1.塔顶压强4kPa(表压);2.进料热状况,自选;3.回流比,自选;4.单板压降不大于0.7kPa;3、塔板类型筛板。

化工课程设计-苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

化工课程设计-苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
精馏段操作线:
提馏段操作线:
提馏段操作线为过 和 两点的直线。
图3-2 苯-氯苯物系精馏分离理论塔板数的图解
图解得 -1=10块(不含釜)。其中,精馏段 块,提馏段 块,第4块为加料板位置。
3.2.2实际塔板数
1.全塔效率
选用 公式计算。该式适用于液相粘度为0.07~1.4mPa·s的烃类物系,式中的 为全塔平均温度下以进料组成表示的平均粘度。
温度,(℃)


130

817
8
757
氯苯
1
1008
997
985
纯组分在任何温度下的密度可由下式计算
苯 :
氯苯 :
式中的t为温度,℃
塔顶: kg/m3
kg/m3
kg/m3
进料板: kg/m3
kg/m3
kg/m3
塔底: kg/m3
kg/m3
kg/m3
精馏段: kg/m3
提馏段: kg/m3
2.气相平均密度
(三)平均分子量
塔顶: , (查相平衡图)
=80.1455kg/kmol
加料板: , (查相平衡图)
kg/kmol
kg/kmol
塔底: ,
kg/kmol
kg/kmol
精馏段: kg/kmol
kg/kmol
提馏段: kg/kmol
kg/kmol
(四)平均密度
1.液相平均密度
表4-1 组分的液相密度 (kg/m3)
板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔,20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究,逐步掌握了筛板塔的性能,并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比,板式精馏塔具有下列优点:生产能力(20%——40%)塔板效率(10%——50%)而且结构简单,塔盘造价减少40%左右,安装,维修都较容易。

精馏塔塔板负荷性能图数据

精馏塔塔板负荷性能图数据
0.4919
0.0082
0.0082
0.00068
0.00068
0.5
0.0082
0.0082
0.00068
0.00068
1
0.0082
0.0082
0.00068
0.00068
1.5
0..00068
2
0.0082
0.0082
0.00068
0.00068
精馏塔负荷性能数据
降液管内清液层高度(精馏段/提馏段)
Hd
m
0.13/0.13
雾沫夹带(精馏段/提馏段)
eV
kg液/kg气
0.01/0.01
负荷上限
液沫夹带控制
负荷下限
漏液控制
气相最大负荷(精馏段/提馏段)
VS,max
m3/s
/
气相最小负荷(精馏段/提馏段)
VS,min
m3/s
/
操作弹性(精馏段/提馏段)
/
苯和甲苯的物理性质
70.0
85.7
85.44
75.0
88.5
84.40
80.0
91.2
83.33
85.0
93.6
82.25
90.0
95.9
81.11
95.0
98.0
80.66
97.0
98.8
苯----甲苯连续精馏过程板式精馏塔示意图
板上清液层高度(精馏段/提馏段)
hL
m
0.06/0.06
孔径
dO
mm
5
孔间距
t
mm
15
孔数
n

4363
开孔面积
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