苯-甲苯浮阀式精馏塔的设计
课程设计----苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计.
设计任务书设计题目:苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件:常压: 1p atm =处理量:100Kmol h进料组成: 0.45f x =馏出液组成: 98.0=d x釜液组成: 02.0=w x (以上均为摩尔分率)塔顶全凝器: 泡点回流 回流比: min (1.1 2.0)R R =-加料状态: 0.96q =单板压降: 0.7a kp ≤设 计 要 求 :(1) 完成该精馏塔的工艺设计(包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算)。
(2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
(3) 写出该精馏塔的设计说明书,包括设计结果汇总和设计评价。
目录摘要 (1)绪论 (2)设计方案的选择和论证 (3)第一章塔板的工艺计算 (4)1.1基础物性数据 (4)1.2精馏塔全塔物料衡算 (4)1.2.1已知条件 (4)1.2.2物料衡算 (5)1.2.3平衡线方程的确定 (5)1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (6)1.2.5操作线方程 (6)1.2.6用逐板法算理论板数 (6)1.2.7实际板数的求取 (7)1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1.3.1进料温度的计算 (8)1.3.2操作压力的计算 (8)1.3.3平均摩尔质量的计算 (8)1.3.4平均密度计算 (9)1.3.5液体平均表面张力计算 (10)1.3.6液体平均粘度计算 (10)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (10)1.4.1塔径的计算 (10)1.4.2精馏塔有效高度的计算 (11)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)1.5.1溢流装置计算 (12)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (13)1.7塔板流体力学验算 (14)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (14)1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (15)1.7.3计算雾沫夹带量e V (15)1.8塔板负荷性能图 (16)1.8.1雾沫夹带线 (16)1.8.2液泛线 (17)1.8.3 液相负荷上限线 (18)1.8.4漏液线 (18)1.8.5液相负荷下限线 (18)1.9小结 (19)第二章热量衡算 (20)2.1相关介质的选择 (20)2.1.1加热介质的选择 (20)2.1.2冷凝剂 (20)2.2热量衡算 (20)第三章辅助设备 (23)3.1冷凝器的选型 (23)3.1.1计算冷却水流量 (23)3.1.2冷凝器的计算与选型 (23)3.2冷凝器的核算 (24)3.2.1管程对流传热系数α1 (24)3.2.2计算壳程流体对流传热系数α0 (25)3.2.3污垢热阻 (26)3.2.4核算传热面积 (26)3.2.5核算压力降 (26)第四章塔附件设计 (29)4.1接管 (29)4.1.1进料管 (29)4.1.2回流管 (29)4.1.3塔底出料管 (29)4.1.4塔顶蒸气出料管 (30)4.1.5塔底进气管 (30)4.2筒体与封头 (30)4.2.1筒体 (30)4.2.2封头 (30)4.3除沫器 (31)4.4裙座 (31)4.5人孔 (31)4.6塔总体高度的设计 (32)4.6.1塔的顶部空间高度 (32)4.6.2塔的底部空间高度 (32)4.6.3塔立体高度 (32)设计结果汇总 (33)结束语 (34)参考文献 (35)主要符号说明 (36)附录 (38)摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
苯甲苯连续精馏塔的设计
设计题目:苯-甲苯连续精馏塔的设计一、设计任务:试设计一连续浮阀精馏塔以别离苯-甲苯混合物。
具体工艺参数如下:1、原料处理量:年处理76000 吨苯-甲苯混合液体。
2、原料液中苯含量:27.5 %〔质量〕。
3、产品要求:馏出液中的苯含量为97 %〔质量〕。
釜液中的苯含量不高于 2 %〔质量〕。
设备的年运行时间平均为300天。
二、设计条件:2。
2、操作压力:常压。
3、进料状况:泡点进料。
4、冷却水进口温度:25 ℃,出口温度自定。
5、塔板形式:浮阀塔板。
三、应完成的工作量:1、确定全套精馏装置的流程,绘制工艺流程示意图,标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。
2、精馏塔的工艺设计,塔的结构尺寸设计。
3、辅助装置的设计和选型;估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积;。
4、编写设计说明书一份。
5、绘制精馏塔的装配图一张〔一号图纸〕。
目录前言 (4)设计说明 (7)(一)设计方案确实定 (10)1.操作压力〔加压、常压、减压〕 (10)2.进料方式〔热状况〕 (10)3.加热方式〔直接或间接〕 (10) (11) (11) (11) (13)(二)精馏塔的工艺设计计算及结构设计 (14)1.原始液:苯——甲苯的混合物 (14) (14) (15) (20) (23) (24) (35) (39) (43)前言精馏的根本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同,采用屡次局部汽化和屡次局部冷凝的原理来实现连续的高纯度别离。
在现代的工业生产中已经广泛地应用于物系的别离、提纯、制备等领域,并取得了良好的效益。
其中主要包括板式塔和填料塔,而板式塔的塔板类型主要有泡罩塔板、浮阀塔板、筛板塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板等等,精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别,是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流,为精馏过程提供了传质的必要条件。
提供高纯度的回流,使在相同理论板的条件下,为精馏实现高纯度的别离时,始终能保证一定的传质推动力。
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。
浮阀精馏塔设计-苯和甲苯
理论塔板计算
相对挥发度α 回流比R 精馏塔的气、液相负荷V’、L’
操作线方程
理论板计算 实际板数计算
理论塔板计算
1.相对挥发度的求取
苯的沸点为 80.1℃,甲苯沸点为 110.6℃ ① 当温度为 80.1℃时
1206 .35 2.006 80.1 220 .24 1343 .94 lg P B 6.078 1.593 80.1 219 .58 lg P A 6.023
物料衡算
2.原料液、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
精馏段的平均摩尔质量 Mvm=(78.35+84.34)/2=81.34 kg/kmol MLm=(78.68+87.43)/2=83.06kg/kmol 提馏的平均摩尔质量 Mvm=(91.49+84.34)/2=87.92 kg/kmol MLm=(91.80+87.43)/2=89.62kg/kmol
1.000 0.922 0.830 0.720 0.596 0.453 0.304 0.128 0
由上表可有 origin 作出如图 1(t-x)曲线
实际板的计算
图1
t-x-y 图
由 t-x-y 图可查得 tD=80.40℃,tW=111.52℃,tF=97.33℃ 全塔平均温度
t td tw 95.96℃ 2
物料衡算
2.原料液、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
进料板平均摩尔质量 由XF =0.336代入气液平衡方程得yF=0.556 MvFm= yFMA+(1-yF)MB =0.556×78.11+(1-0.556)×92.14=84.34kg/kmol MLFm= xFMA+(1-xF)MB =0.336×78.11+(1-0.336)×92.14=87.43kg/kmol 塔底平均摩尔质量 由xw=0.024代入气液平衡方程得yw=0.046 MvFm= ywMA+(1-yw)MB =0.046×78.11+(1-0.046)×92.14=91.49kg/kmol MLFm= xwMA+(1-xw)MB =0.024×78.11+(1-0.024)×92.14=91.80kg/kmol
苯-甲苯浮阀精馏塔课程设计
第一篇化工原理课程设计任务书1.1设计题目苯-甲苯连续精馏(浮阀)塔的设计1.2设计任务1、精馏塔设计的工艺计算及塔设备计算(1)流程及操作条件的确定;物料衡算及热量衡算;(2)塔板数的计算;(3)塔板结构设计(塔板结构参数的确定、流动现象校核、负荷性能图);(4)塔体各接管尺寸的确定;(5)冷却剂与加热剂消耗量的估算。
2.设计说明及讨论3.绘制设计图(1)流程图(A4纸);(2)塔盘布置图(8开坐标纸);(3)工艺条件图(1号绘图纸)。
1.3原始设计数据1、原料液:苯-甲苯,其中苯含量为35 %(质量),常温;2、馏出液含苯:99.2 %(质量);3、残液含苯: 0.5 %(质量);4、生产能力:4000 (kg/h).第二篇流程及流程说明为了能使生产任务长期固定,适宜采用连续精流流程。
贮罐中的原料液用机泵泵入精馏塔,塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液,精馏塔塔顶设有全凝器,冷凝液部分利用重力泡点回流部分连续采出到产品罐(具体流程见附图)。
在流程确定方案选择上,本设计尽可能的减少固定投资,降低操作费用,以期提高经济效益。
1、加料方式的选择:设计任务年产量虽小,但每小时4000Kg的进料量,为维持生产稳定,采用高位槽进料,从减少固定投资,提高经济效益的角度出发,选用泡点进料的加料方式。
2、回流方式的选择:塔的生产负荷不大,从降低操作费用的角度出发,使用列管式冷凝器,利用重力泡点回流,同时也减少了固定投资。
3、再沸器的选择:塔釜再沸器采用卧式换热器,使用低压蒸汽作为热源,做到了不同品位能源的综合利用,大大降低了能源的消耗量。
第三篇 设计计算3.1全塔的物料衡算1、将任务书中的质量分数换算成摩尔分数,进料h km ol 4000=F35%78.110.33835%78.1165%92.13F x ==+(摩尔百分数)0.5%78.110.005890.5%78.1199.5%92.13W x ==+(摩尔百分数)99.2%78.110.99399.2%78.110.8%92.13D x ==+(摩尔百分数)2、求平均分子量,将h kg 换算成 h km ol进料处: 78.110.38892.130.61286.69kg kmol F M =⨯+⨯= 塔顶处: 78.110.99392.130.00778.21kg kmol D M =⨯+⨯= 塔釜处: 78.110.0058992.130.9941192.05kg kmol W M =⨯+⨯= 进料: kmol/h 46.144000/86.69==F 3、全塔的物料衡算由物料衡算得:F F DF W DF x W x D x =+⎧⎨⨯=⨯+⨯⎩代入数据得: ⎩⎨⎧⨯+⨯=⨯+=993.000589.0388.014.4614.46D W DW解之得: ⎩⎨⎧==h kmol 86.17hkmol 28.28D W3.2相对挥发度α及回流比Rα:1、求全塔平均相对挥发度表3-11 2 3 4 5 6 7 8 9 t C。
苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计
目录摘要 1 绪论 2 设计方案的简介及工艺流程 3 1设计流程 3 2设计思路说明 3 第一章塔板的工艺设计 51.1基础物性数据 51.2物料衡算71.2.1塔的物料衡算71.2.2最小回流比的确定71.2.3理论板求取91.2.4 全塔效率101.2.5实际板数的求取101.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算101.3.1进料温度的计算101.3.2 操作压强111.3.3平均摩尔质量的计算111.3.4平均密度计算121.3.5液体平均表面张力计算121.4 精馏塔塔体工艺尺寸的计算131.4.1塔径的计算131.4.2精馏塔有效高度的计算141.5塔板主要工艺尺寸的计算151.5.1溢流装置计算151.6塔板布置及浮阀数目、浮阀排列161.7塔板流体力学验算18h181.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降f1.7.2淹塔18e191.7.3计算雾沫夹带量V1.8精馏段塔板负荷性能图191.8.1雾沫夹带上限线191.8.2液泛线201.8.3液相负荷上限线211.8.4 漏液线211.8.5液相负荷下限线211.9小结221.10浮阀塔板计算结果汇总:23 第二章塔附件设计242.1接管242.1.1进料管242.1.2回流管242.1.3塔底出料管242.1.4塔顶蒸气出料管252.1.5塔底进气管252.2筒体与封头252.2.1筒体252.2.2封头252.3除沫器252.4裙座262.5人孔262.6塔总体高度的设计272.6.1塔的顶部空间高度272.6.2塔的底部空间高度272.6.3塔立体高度27 结束语28 参考文献29 主要符号说明30摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
苯_甲苯浮阀式精馏塔的设计说明
化工原理课程设计任务书一 设计题目:苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计 二 任务要求设计一连续浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯, 具体工艺参数如下:原料加料量 F=75kmol/h 进料组成 xf=0.41 馏出液组成 965.0=D x 釜液组成 035.0=W x 塔顶压力 k P a P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤ 进料状态 965.0=q2 工艺操作条件:常压精馏,塔顶全凝器,塔底间接加热,泡点回流。
三 主要设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计 (1)塔径及塔板结构尺寸的确定 (2)塔板的流体力学校核 (3)塔板的负荷性能图 (4)总塔高4、辅助设备选型与计算设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔设备条件图目录任务书 (1)目录 (Ⅱ)摘要 (1)第1 章绪论 (2)1.1 设计流程 (2)1.2 设计思路 (2)第2 章精馏塔的工艺设计 (4)2.1 产品浓度的计算 (4)2.2 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (5)2.3 物料衡算 (6)2.4 精馏段和提馏段操作线方程 (7)2.5 逐板法确定理论板数及进料位置(编程) (7)2.6 全塔效率、实际板数及实际加料位置 (8)第3 章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (8)3.1 物性数据计算 (8)3.2 精馏塔主要工艺尺寸的计算 (11)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (13)3.4 塔板流体力学校核 (17)3.5 塔板符合性能图 (20)第4 章热量衡算 (24)4.1 热量衡算示意图 (24)4.2 热量衡算 (24)第5 章塔附属设备的计算 (29)5.1 筒体与封头 (29)5.2 除沫器 (29)5.3 裙座 (29)5.4 塔总体高度的设计 (30)5.5 换热器(进料预热器或产品冷却器)的设计计算 (30)5.6 进料管的设计 (32)5.7 泵的选型 (32)5.8 贮罐的计算 (33)第6 章结论 (35)6.1 结论 (35)6.2 主要数据结果总汇 (35)结束语 (36)参考文献 (31)附录1主要符号说明 (38)附录2 程序框图 (41)附录3 精馏塔工艺条件图 (43)附录4 生产工艺流程图 (44)教师评语.................................................................................................................... 错误!未定义书签。
课程设计-苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔的设计
吉林化工学院化工原理课程设题目苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔的设计教学院环境与生物工程学院专业班级安全工程0901班学生姓名学生学号指导教师2011年6月27日目 录化工原理课程设计任务书 (3)摘 要 (4)绪论 (5)第一章 精馏塔工艺设计计算 (7)1.1 精馏塔全塔物料衡算 (7)1.1.1已知条件 (7)1.1.2 物料衡算 (8)1.2 板数的确定 (8)1.2.1温度 (8)1.2.2 相对挥发度的计算 (9)1.2.3 最小回流比的确定 (9)1.2.4 求精馏塔气液相负荷 (10)1.2.5 操作线方程的确定 (10)1.2.6精馏塔理论塔板数及理论加料位置 (10)1.2.7实际板数的计算 (11)1.3 工艺条件的计算 (11)1.3.1操作压强 P (11)1.4 物性数据计算 (12)1.4.1平均摩尔质量计算 (12)1.4.2平均密度 (13)1.4.3液体表面张力 (14)1.4.4 液体粘度 (15)第二章精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 (16)2.1.气液负荷和塔径D 的计算 (16)2.1.1精馏段气液负荷计算 (16)2.1.2提馏段气液负荷计算 (16)2.1.3 空塔气速 (16)2.1.4精馏塔有效高度的计算 (17)2.2溢流装置 (17)2.2.1计算出口堰(外堰)高w h ................................................. 17 2.2.2降液管底隙高度0h 的确定 (18)2.2.3浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (19)第三章塔板流体力学验算 (21)3.1 气相通过浮阀塔板的静压头降hf (21)3.1.1计算干板静压头降hc (21)3.1.2降液管中清夜层高度Hd (22)3.1.3 计算雾沫夹带量eV (23)3.2.塔板负荷性能图 (23)3.2.1雾沫夹带线 (23)3.2.2液泛线 (24)3.2.3 液相负荷上限线 (26)3.2.4漏液线 (26)3.2.5液相负荷下限线 (26)3.2.6塔板负荷性能图 (27)3.2.7小结 (27)3.3 相关介质选择及热量衡算 (27)3.3.1加热介质的选择 (27)3.3.2冷凝剂 (28)3.3.3热量衡算 (28)3.4. 辅助设备 (30)3.4.1冷凝器的选型 (30)3.4.2 再沸器的选型 (31)3.5.塔附件设计 (31)3.5.1接管 (31)3.5.2筒体与封头 (33)3.5.3塔总体高度的设计 (34)第四章主要计算结果列表 (35)4.1浮阀塔的主要结构参数表 (35)4.2浮阀塔的主要结构参数表 (35)4.3主要符号说明 (36)参考文献 (39)致谢 (40)化工原理课程设计任务书一 设计题目:苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计二 任务要求设计一连续筛板浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯,具体工艺参数如下:原料加料量 F=100kmol/h进料组成 45.0=F x馏出液组成 97.0=D x釜液组成 03.0=W x塔顶压力 kPa P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤进料状态 97.0=q2 工艺操作条件:常压精馏,塔顶全凝器,塔底间接加热,泡点回流。
化工原理课程设计之苯甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计
化工原理课程设计设计题目:苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人:班级:学号:指导老师:设计时间:目录设计任务书 (3)前言 (4)第一章工艺流程设计 (5)第二章塔设备的工艺计算 (6)第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)第四章塔板的流体力学验算 (18)第五章塔板负荷性能图 (21)第六章换热器的设计计算与选型 (25)第七章主要工艺管道的计算与选择 (28)结束语 (30)参考文献 (32)附录 (33)化工原理课程设计任务书设计题目:苯—甲苯连续精馏塔(浮阀塔)的设计一、工艺设计部分(一)任务及操作条件1. 基本条件:含苯25%(质量分数,下同)的原料液以泡点状态进入塔内,回流比为最小回流比的1.25倍。
2. 分离要求:塔顶产品中苯含量不低于95%,塔底甲苯中苯含量不高于2%。
3. 生产能力:每小时处理9.4吨。
4. 操作条件:顶压强为4 KPa (表压),单板压降≯0.7KPa,采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。
(二)塔设备类型浮阀塔。
(三)厂址:湘潭地区(年平均气温为17.4℃)(四)设计内容1. 设计方案的确定、流程选择及说明。
2. 塔及塔板的工艺计算塔高(含裙座)、塔径及塔板结构尺寸;塔板流体力学验算;塔板的负荷性能图;设计结果概要或设计一览表。
3. 辅助设备计算及选型(注意:结果要汇总)。
4. 自控系统设计(针对关键参数)。
5. 图纸:工艺管道及控制流程图;塔板布置图;精馏塔的工艺条件图。
6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
二、按要求编制相应的设计说明书设计说明书的装订顺序及要求如下:1. 封面(设计题目,设计人的姓名、班级及学号等)2. 目录3. 设计任务书4. 前言(课程设计的目的及意义)5. 工艺流程设计6. 塔设备的工艺计算(计算完成后应该有计算结果汇总表)7. 换热器的设计计算与选型(完成后应该有结果汇总表)8. 主要工艺管道的计算与选择(完成后应该有结果汇总表)8. 结束语(主要是对自己设计结果的简单评价)9. 参考文献(按在设计说明书中出现的先后顺序编排,且序号在设计说明书引用时要求标注)10. 设计图纸三、主要参考资料[1] 化工原理;[2] 化工设备机械基础;[3] 化工原理课程设计;[4] 化工工艺设计手册四、指导教师安排杨明平;胡忠于;陈东初;黄念东五、时间安排第17周~第18周前言化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节,是综合应用本门课程和有关其他课程所学知识,完成以单元操作为主的一次设计实践。
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计苯和甲苯是两种常用的有机溶剂,它们通常通过精馏过程进行分离。
浮阀板式精馏塔是一种常用的精馏设备,具有高效、节能、操作方便等特点。
下面就对分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺进行设计。
1.工艺流程:分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺流程一般包括进料、初留、尾留和回流等环节,具体流程如下:1)进料:将苯和甲苯混合液进料到精馏塔的顶部。
进料包括苯和甲苯的混合物以及一部分回流。
2)初留:通过多个塔板的精馏,将苯分离出来,初留液位以下的液体为初馏液,初留液通过凝气冷却器冷却后分为初留顶部产品和初留底部回流。
3)尾留:在塔底通过降温器冷却后,即可得到尾液,尾留底部产品通常作为顶部产品的回流,以保证塔托和稳定操作。
4)回流:回流是为了提高塔板的效率,减小焦失和能耗。
可通过将一部分的顶部产品送回到塔顶部作为回流。
2.浮阀板式精馏塔的设计参数:在进行浮阀板式精馏塔的工艺设计时,需要考虑以下参数:1)塔高:塔高应根据塔板的数量和塔板高度来确定,总体来说,塔高越高,分馏效果越好,但是设备成本和能耗也会增加。
2)塔板数:塔板数的确定需要考虑到初留和尾留的要求,一般根据初留质量分数和尾留质量分数进行迭代计算。
3)流量:进料流量、回流流量以及所需的产品流量都需要根据需求和经验来确定,可通过仪表和流量控制阀来调节。
4)进料温度:进料温度一般在常温下进行,如果需要提高分离效率,可以适当降低进料温度。
5)塔底温度:塔底温度是通过冷凝器来冷却的,根据具体情况来确定冷凝器的设计参数。
3.优化调整:在实际工艺操作中,可能需要对工艺参数进行优化调整,以达到更好的分离效果和降低能耗。
具体调整方法如下:1)调整回流比:根据实际需要,调整回流比可以提高塔板的效率。
2)改变操作压力:通过改变操作压力,可以改变馏出物的温度和塔板的效果,进而实现优化调整。
3)塔板节流孔调整:通过调整塔板节流孔的大小,可以影响流体的分布和液体在塔板上的停留时间,从而达到更好的分离效果。
苯_甲苯浮阀式精馏塔的设计说明
化工原理课程设计任务书一设计题目:苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计二任务要求设计一连续浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯,具体工艺参数如下:原料加料量 F=75kmol/h进料组成 xf=0.41馏出液组成965x=.0D釜液组成035x=.0W塔顶压力kPa101=.P325单板压降0.7kPa≤进料状态965q=.02 工艺操作条件:常压精馏,塔顶全凝器,塔底间接加热,泡点回流。
三主要设计容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计(1)塔径及塔板结构尺寸的确定(2)塔板的流体力学校核(3)塔板的负荷性能图(4)总塔高4、辅助设备选型与计算设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔设备条件图目录任务书 (1)目录 (Ⅱ)摘要 (1)第 1 章绪论 (2)1.1 设计流程 (2)1.2 设计思路 (2)第 2 章精馏塔的工艺设计 (4)2.1 产品浓度的计算 (4)2.2 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (5)2.3 物料衡算 (6)2.4 精馏段和提馏段操作线方程 (7)2.5 逐板法确定理论板数及进料位置(编程) (7)2.6 全塔效率、实际板数及实际加料位置 (7)第 3 章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (8)3.1 物性数据计算 (8)3.2 精馏塔主要工艺尺寸的计算 (10)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)3.4 塔板流体力学校核 (15)3.5 塔板符合性能图 (17)第 4 章热量衡算 (21)4.1 热量衡算示意图 (21)4.2 热量衡算 (21)第 5 章塔附属设备的计算 (25)5.1 筒体与封头 (25)5.2 除沫器 (25)5.3 裙座 (25)5.4 塔总体高度的设计 (25)5.5 换热器(进料预热器或产品冷却器)的设计计算 (26)5.6 进料管的设计 (27)5.7 泵的选型 (27)5.8 贮罐的计算 (28)第 6 章结论 (29)6.1 结论 (29)6.2 主要数据结果总汇 (29)结束语 (29)参考文献 (31)附录1主要符号说明 (32)附录2 程序框图 (34)附录3 精馏塔工艺条件图 (35)附录4 生产工艺流程图 (36)教师评语................................................... 错误!未定义书签。
苯—甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计
前言化工生产中所处理的原料,中间产物,粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物,而且其中大部分都是均相物质。
生产中为了满足储存,运输,加工和使用的需求,时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质. 芳香族化合物是化工生产中的重要的原材料,而苯和甲苯是各有其重要作用。
苯是化工工业和医药工业的重要基本原料,可用来制备染料,树脂,农药,合成药物,合成橡胶,合成纤维和洗涤剂等等;甲苯不仅是有机化工合成的优良溶剂,而且可以合成异氰酸酯,甲酚等化工产品,同时也可以用来制造三硝基甲苯,苯甲酸,对苯二甲酸,防腐剂,染料,泡沫塑料,合成纤维等。
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业得到广泛应用。
精馏过程在能量计的驱动下,使气,液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各相分挥发度的不同,使挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移。
实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔,实现苯——甲苯的分离。
苯——甲苯体系比较容易分离,待处理料液清洁。
因此用筛板塔。
筛板塔也是很早出现的一种板式塔,20世纪50年代起对筛板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,筛板塔具有下列优点: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。
本课程设计的主要内容是过程的物料衡算,热量衡算,工艺计算,结构设计和校核。
绪论 (3)第一节概述 (8)1.1精馏操作对塔设备的要求 (8)1.2板式塔类型 (8)1.2.1筛板塔 (8)1.2.2浮阀塔 (9)1.3精馏塔的设计步骤 (9)第二节设计方案的确定 (10)2.1操作条件的确定 (10)2.1.1操作压力 (10)2.1.2 进料状态 (10)2.1.3加热方式 (10)2.1.4冷却剂与出口温度 (10)2.1.5热能的利用 (11)2.2确定设计方案的原则 (11)第三节板式精馏塔的工艺计算 (12)3.1 物料衡算与操作线方程 (12)3.1.1 常规塔 (12)3.1.2 直接蒸汽加热 (14)第四节板式塔主要尺寸的设计计算 (14)4.1塔的有效高度和板间距的初选 (15)4.1.1塔的有效高度 (15)4.1.2板间距的初选 (15)4.2 塔径 (16)4.2.1初步计算塔径 (16)4.2.2塔径的圆整 (17)4.2.3 塔径的核算 (17)第五节板式塔的结构 (17)5.1塔的总体结构 (17)5.2 塔体总高度 (18)5.2.1塔顶空间H D (18)5.2.2人孔数目 (18)5.2.3塔底空间H B (19)5.3塔板结构 (20)5.3.1整块式塔板结构 (20)第六节精馏装置的附属设备 (20)6.1 回流冷凝器 (20)6.2管壳式换热器的设计与选型 (21)6.2.1流体流动阻力(压强降)的计算 (21)6.2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤 (22)6.3 再沸器 (23)6.4接管直径 (24)6.4加热蒸气鼓泡管 (25)6.5离心泵的选择 (25)绪论一、化工原理课程设计的目的和要求课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计
题目:分离苯一甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计第一章:前言1.1 文献综述1.2中英文摘要及关键词1.3相关符号说明第二章:工艺条件的确定和说明2.1设计参数2.2操作压力2.3进料状况2.4加热剂及加热方式2.5冷却剂及进出口温度第三章:流程的确定和说明3.1流程的说明3.2设置各设备的原因第四章:精馏塔的设计计算4.1物料衡算4.2回流比的确定4.3板块数的确定4.4相关物性参数4.5汽液负荷的计算4. 6精馏塔工艺尺寸的计算4.7塔板流动性能校核4.8塔板负荷性能图4.9主要工艺接管尺寸的选取4.10塔顶冷凝器的热负荷4.11塔底再沸器的负荷4.12原料预热器的热负荷第五章:主要计算结果列表5.1精馏段5.2提留段1.4相关物性参数1)苯和甲苯的物理参数(2) 饱和蒸汽压苯、甲苯的饱和蒸汽压可用Antoine方程计算:(3) 苯、甲苯的相对密度(4) 液体表面张力(5) 苯甲苯液体粘度第二章工艺条件的确定和说明2.1 设计参数(1)设计规模:苯- 甲苯混合液年产量为12000t /a(2)生产制度:年开工300天,每天24 小时连续生产(3)原料组成:苯含量为40%(质量分数,下同)(4)进料状况:15C时进料,常压精馏(5)分离要求:塔顶苯含量不低于99%,塔底苯含量不大于2%(6)建厂地区:大气压为760mmHg自来水年平均温度为15C平均温度t m2.2 确定进料状态2.2.1 平均分子量对进料板:x F=0.440,y F=0.660M V m F=y F M A+( 1-y F) M B=82.88kg/mol M L m F=x F M A+( 1-x F)M B=85.96kg/mol 对塔底:x W=0.023,y W=0.055 M V m W=y W M A+( 1-y W) M B==91.36kg/mol M L m W=x W M A+( 1-x W) M B=91.81kg/mol 对塔顶:x D=0.991 y D=0.996M V m D=y D M A+(1-y D) M B=78.1 7kg/mol M L m D=x D M A+( 1-x D)M B=78.24kg/mol 气相平均摩尔分子量M V m=( M V m D+M V m F) /2=80.53kg/mol塔底液相平均密度1LmF精馏段液相平均密度?LmUmD JmF2-806.72kg/m 3提馏段液相平均密度-lmUmW JmF=789.33kg/m 3M V m'= (M V m W +M V m F ) /2=87.12kg/mol 液相平均摩尔分子量M L m= (M L m D +M L m F ) /2=82.1kg/mol M L m'= (M L m w +M L m F ) /2=88.89kg/mol2.2.2平均密度——(a 为质量分数)ppp■ m ' Ima ' Imb(1)对塔底:t m “09.46C 时,由内插法 匚=780.67kg/m 3 订=780.84kg/m 3a A a B —3AB= UmF = 780.08kg/mAB(2)对进料:t F = 92.97E ,由内插法 \ =780..05kg/m 3,:订=797.26kg/m 3 进料液相平均密度 ——=-0A •鱼=『LmF = 789.51kg/m 3°LmF°A(3)对塔顶:t D =80.09C 时,由内插法= 814.9kg/m 3 ,「B = 809.91kg/m 3塔顶液相平均密度士宅著—81叽卅精馏段气相平均密度Lm 二匕^ = 3.01kg/m 3RT I提馏段气相平均密度 二二空^江二3.42kg/m 3vmRTP + P全塔气相平均密度 5=4= 3.22kg/m 3全塔液相平均密度「m 二 798.03kg /m 3对塔顶,由内插法, 对进料,由内插法, 对塔底,由内插法,2.2.3表面张力fn由公式:;冷-' X iGi 4t D =80.09°C,二m ^21.26mN/m^nb ^21.68mN/m t F =92.97C,二ma =19.70mN/m^^^ = 20.40mN/m t w =109.46C,二ma ^17.78mN/m ^mb =18.49mN/m 进料板表面张力 一=0.44 19.70+0.56 20.40=20.09mN/m 塔顶表面张力 二 m =0.991 21.26+0.009 21.68=21.26mN/m 塔底表面张力 一用0.023 17.78+0.97718.49=18.47mN/m提馏段表面张力平均值-m 提=19.29 mN/m 精馏段表面张力平均值•二m 精 =20.68 mN/m2.2.4液体黏度7m由公式:ni =1对塔顶, 由内插法, t D =80.09C ,"aD =0.308mPa s,」bD =0.318mPa s 对进料, 由内插法, t F =92..97C ,l aF =0.272mPa s^l bF =0.280mPa s对塔底, 由内插法, t w 二 109.46C ,"aw 二 0.234mPa s,」bw 二 0.255mPa s进料处平均黏度J m=0.276 mPa s塔顶处平均黏度 JmD =0.307 mPa s 塔底处平均黏度 JmW =0.253 mPa s提馏段液体黏度平均值J m'=m+L mW /2=0.265 mPa s精馏段液体黏度平均值Jm = O- m”L mD /2=0.292 mPa s(R min ) 1 [X D:-1[X F:(1 _X D)]「1-X F]2.5冷却剂及进出口温度精馏段平均温度t m= (t F+t D) /2=86.53°C提馏段平均温度t m= (t w+t D) /2=101.22o C全塔平均温度t= (86.53+101.22) /2=93.88C第四章流程的确定和说明4.1物料衡算3原料液处理量G F J200°101666.67kg/h300 x 24F -1666.67/M F =18.123kmol/h总物料衡算F=D+W ( 1)苯的物料衡算F X F二D X D+W X W(2)由1、2两式联合解得:F (XF -X W)D =XD - X WW =F -DD=7.883kmol/h W=10.240kmol/h 4.2回流比的确定对于q=1的饱和液体进料,有如下公式(参考文献6,公式10-45) 由(参考文献6)图10-1及表10-2,可知,当XF =0.440时,;当X D =0.991 时,t2=80.2°C;相平衡方程 Y m 1L ' 'V 'X mW 3 6. 136x w= x 血 V ' 2 5. 8 9 6°q. 2)40122 5. 8961. 39肖0. 0 05第一块板的气相组成应与回流蒸汽的组成一致,所以有 Y n =,联立相平衡方程及精馏段操作线,逐板计算 y2.475 -1.475yx^i = 0.988 x 2 二 0.977 x 3 = 0.959由(参考文献6)表10-3,可知,―2.60 2.35 =2.4752则 R min —坯一逊士6 =1.5232.475-1 0.4401 - 0.440取操作回流比 Rpt =1.5R min =1.5 1.523 = 2.285 4.3板块数的确定 (1) 理论板数的计算精馏段操作线方程:y "1#X n 倉皿6 (303)ax2.475x 八1 -(a -1)x 一 1 -1.475x提馏段 操作线方程:L'RDF =2.285 7.883 18.123 = 36.136 kmol/hV 』(R1D =(2.2 8 5 1 ) 7 三 88 I3moi/h然后可以根据平衡方程可得X 1,从第二块板开始应用精馏段操作线方 程求Y n ,用平衡方程求x n ,直到x n <X F ,共需》1块精馏板,第n 块板为进料板。
苯-甲苯精馏浮阀塔
《化工原理》课程设计题目苯-甲苯精馏浮阀塔设计学院化学化工学院专业无机非金属材料班级 2012无机01姓名罗钢学号 20124620123指导教师杜可杰2015年 1月 20日目录绪论第一章、设计方案的确定1、设计方案2、设计要求第二章、工艺设计1、基础物性数据2、塔的工艺计算3、逐板计算法求理论板数计算4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算5、精馏塔的工艺尺寸的计算6、塔板负荷性能图7、辅助设备的选型第三章、讨论总结1、进料状况的影响2、回流比的选择3、精馏塔的操作和调节4、热量衡算和节能5、三废的处理结束语附录:参考文献附:精馏塔优化设计任务书一、设计题目苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计二、工艺条件与原始数据1.体系可以看成理想溶液,φ=0.5, K=1;2.原料液组成:含苯0.42(质量分数,下同);3.生产能力:50000吨/年(按进料计),年生产时间300天;4.馏出液组成:苯95%;塔釜液要求:含苯3%。
三、设计条件1.常压操作,连续操作、泡点回流;2.进料状况:进料温度为20 -50℃;3.回流温度为塔顶蒸汽的露点;4.间接蒸汽加热,加热蒸汽压力 (绝压);5.冷却水进口温度为20℃,出口温度为40℃。
四、设计任务1.物料衡算,热量衡算;2.塔板数、塔径计算;3.溢流装置、塔盘设计;4.流体力学计算、负荷性能图。
五、设计成果1.设计说明书一份;2.设计图纸,包括塔板布置图,负荷性能图,塔设备的平面、立面图(要求手工绘图)。
绪论塔设备是炼油、化工、石油化工、制药等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔气液接触部件的结构型式,可分为板式塔和填料塔。
板式塔设置一定数目的塔板,气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递。
在正常操作下,气相为分散相,液相为连续相,气液相组成呈阶梯变化,属逐级接触逆流操作过程。
填料塔装有一定高度的填料层,液体自塔顶沿填料表面下流,气体逆流向上(也有并流向下者)流动,气液相密切接触,进行质热传递。
苯一甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计
目录绪论 (03)第一章板式塔课程设计任务书 (06)1.1课程名称 (06)1.2设计条件(原始数据) (06)第二章设计计算...................................................................................错误!未定义书签。
2.1设计方案的确定 (07)2.2设计基础数据 (07)2.3精馏塔的物料衡算 (09)2.4塔板数的确定 (10)2.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)2.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (20)2.7塔板主要工艺尺寸的计算 (22)2.8筛板的流体力学验算 (25)2.9塔板负荷性能图 (29)第三章板式塔设计计算结果 (35)第四章参考文献 (36)概述板式塔板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备,由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。
广泛应用于精馏和吸收,有些类型(如筛板塔)也用于萃取,还可作为反应器用于气液相反应过程。
操作时(以气液系统为例),液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出;气体在压力差推动下,自下而上依次穿过各层塔板,至塔顶排出。
每块塔板上保持着一定深度的液层,气体通过塔板分散到液层中去,进行相际接触传质。
沿革工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。
筛板塔出现于1830年,很长一段时间内被认为难以操作而未得到重视。
泡罩塔结构复杂,但容易操作,自1854年应用于工业生产以后,很快得到推广,直到20世纪50年代初,它始终处于主导地位。
第二次世界大战后,炼油和化学工业发展迅速,泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出,而结构简单的筛板塔重新受到重视。
通过大量的实验研究和工业实践,逐步掌握了筛板塔的操作规律和正确设计方法,还开发了大孔径筛板,解决了筛孔容易堵塞的问题。
因此,50年代起,筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。
与此同时,还出现了浮阀塔,它操作容易,结构也比较简单,同样得到了广泛应用。
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气体通过塔板的压强降相当的液柱高度,依据 计算塔板压降
精馏段:
因 ,故:
提馏段:
因 ,故:
3.4.2 塔板清液层阻力,克服表面张力
由于所分离的苯和甲苯混合液为碳氢化合物,可取充气系数 ,已知板上液层高度 ,所以
则,精馏段
换算成单板压强降
提馏段
换算成单板压降
3.4.3 淹塔(液泛)
塔的附属设备中,所有管线均采用无缝钢管,预热器采用管壳式换热器。用133.3℃饱和水蒸气加热,饱和水蒸气走壳程,进料液走管程。
关键词:苯—甲苯 浮阀精馏 物料衡算
绪论
1.1
本设计任务为分离苯——甲苯混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,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。
塔顶液相平均表面张力计算
时,查《化学化工物性数据手册》得
进料板液相平均表面张力计算
时,查《化学化工物性数据手册》得
塔底液相平均表面张力
时,查《化学化工物性数据手册》得
精馏段平均表面张力为
提馏段平均表面张力为
精馏塔主要工艺尺寸的计算
3.2.1 塔径的计算
气液相体积流量为
精馏段:
提馏段:
则,精馏段由 ,C可由:
1.2.1加热方式
本设计的加热方式为塔底间接加热。
1.2.2回流比的选择
选择操作回流比为最小回流比的2倍。
1.2.3塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择
冷凝方式为全凝,冷却介质为冷水。
1.2.4设计流程图
精馏塔的工艺设计
1.2
M苯=78.11 , M甲苯=92.14
摩尔分数
XF=
XD=
XW=
摩尔质量
1、设计方案的选择及流程说明
2、工艺计算
3、主要设备工艺尺寸设计(1)塔径Fra bibliotek塔板结构尺寸的确定
(2)塔板的流体力学校核
(3)塔板的负荷性能图
(4)总塔高
4、辅助设备选型与计算设计结果汇总
5、工艺流程图及精馏塔设备条件图
摘 要
本次化工原理课程设计,设计出了苯—甲苯得分离设备—连续浮阀式精馏塔。进料摩尔分数为0.44,使塔顶产品苯的摩尔含量达到0.965,塔底釜液摩尔分数为0.035。
精馏段有效高度为
提馏段有效高度为
故精馏塔的有效高度为:
塔板主要工艺尺寸的计算
3.3.1 溢流装置计算
选用单溢流弓形降液管,采用凹形受液盘,各项计算如下:
(1)堰长
取
(2)溢流堰高度
精馏段:由 ,选用平直堰,堰上液层高度
近似取E=1,则
取板上层清液高度 ,则:
提馏段:
取
(3)弓形降液管高度 和截面积
精馏段:由 ,
化工原理课程设计任务书
一设计题目:苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计
二任务要求
设计一连续浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯,
具体工艺参数如下:
原料加料量 F=75kmol/h
进料组成 xf=0.41
馏出液组成
釜液组成
塔顶压力
单板压降
进料状态
2工艺操作条件:常压精馏,塔顶全凝器,塔底间接加热,泡点回流。
三主要设计内容
将 代入(2)式得 代入(3)得 反复计算得
总理论板数为16块(包括再沸器),第8块板加料,精馏段需7块板,提馏段需9块。
全塔效率、实际板数及实际加料位置
板效率用奥康奈尔公式 计算
塔顶与塔釜平均温度为
t=95.38 时,由《化学化工物性数据手册》查得
则
故
即全塔效率
则精馏段实际板数
提馏段实际板数
故实际板数为 ,实际加料位置为第14块塔板。
塔板符合性能图
3.5.1 物沫夹带线
泛点率= 据此可做出负荷性能图的物沫夹带线。按泛点率80%计算:
精馏段
整理得:
由上式可知物沫夹带线为直线,则在操作范围内取两个 :
表3-1物沫夹带曲线表1
0
0.01
0.758
0.6211
提馏段
整理得:
在操作范围内取两个 :
表3-2物沫夹带曲线表2
0
0.01
0.695
取E=1.0,则
由以上1-5作出塔板负荷性能图
图3-4精馏段塔板负荷性能图
图3-5提留段塔板负荷性能图
由塔板负荷性能图可看出
(1)在任务规定的气液负荷下的操作点P(设计点)处在适宜操作区的适中位置。
(2)踏板的气相负荷上限完全由雾沫夹带控制,操作下线由漏液控制。
(3)按照固定的液气比由塔板负荷性能图查出踏板的气相负荷上限( =0.068(0.0625) /s,气相负荷下限 =0.032(0.030) /s ,所以精馏段操作弹性为 ,提馏段操作弹性为
板上液流面积:
图3-3 泛点负荷因数[1]
则精馏段:取物性系数K=1.0,泛点负荷系数图查得 ,带入公式有:
泛点率
提馏段:取系数K=1.0,泛点负荷系数图查得
泛点率
物沫夹带是指下层塔板上产生雾滴被上升气流带到上层塔板上的现象,物沫夹带将导致塔板效率下降。为了避免物沫夹带过量,应使每千克上升气体中带到上层塔板的液体量控制在一定范围内,才能保证一定的生产能力和塔板效率。物沫夹带量 应满足小于0.1kg(液)/kg(干气体)的要求。对于大塔径泛点需控制在80%以下,从以上计算的结果可知,其泛点率低于80%,所以物沫夹带满足要求。
液体的最大流量应保证激昂也管中停留时间不低于3-5s
液体降液管内停留时间 -5s
以 =5s为液体在降液管中停留时间的下限,则
=
3.5.4 漏液线
对于 型重阀,依 =5作为规定气体最小符合的标准,则
精馏段
提馏段
3.5.5 也想负荷下限线
取堰上液层高度 =0.006m,作为液相负荷下限条件,依 =0.006,计算出 的下限值以此作出液相负荷下限线,该线为与气体流量无关的竖直线:
80.3
91.4
106.1
8.8
21.2
92.1
48.9
71.0
82.3
90.3
95.7
102.2
20.0
37.0
89.4
59.2
78.9
81.2
95.0
97.9
98.6
30.0
50.0
86.8
70.0
85.3
80.2
100.0
100.0
用内插法求得 、 、
:
:
:
故由上塔顶温度
气相组成
进料温度
气相组成
精馏段孔速
取 每层塔板上浮阀数目为:
取边缘区宽度 ,破沫区宽度
计算塔板上的鼓泡区面积,即:
同理提馏段孔速
每层塔板上的浮阀数目为:
取边缘区宽度为 ,破沫区宽度
因 故塔板上的鼓泡区面积
取孔心距t=75mm,采用正三角形叉排绘制排列图的浮阀数 功能因数,则:
精馏段:
塔板开孔率为:
提馏段:
塔板开孔率为:
塔板流体力学校核
提馏段平均摩尔质量计算
3.1.4 液体平均粘度的计算
液体平均粘度依 计算
时,查《化学化工物性数据手册》得
进料板液体平均粘度的计算
时,查《化学化工物性数据手册》得
塔底液体粘度计算
时,查《化学化工物性数据手册》得
精馏段液相平均粘度为:
提馏段液相平均粘度为:
3.1.5 平均密度的计算
(1)气相平均密度的计算
第 2 章
物性数据计算
3.1.1 操作压强的计算
塔顶操作压力
取每层塔板压降为
进料板压力
塔底压力
精馏段平均压力
提馏段平均压力
3.1.2 操作温度的计算
因
则精馏段平均温度
提馏段平均温度
3.1.3 平均摩尔质量的计算
塔顶平均摩尔质量计算
由相平衡方程得 ,则
进料板平均摩尔质量计算
塔底平均摩尔质量计算
精馏段平均摩尔质量计算
则 ,
图3-1.史密斯关联图[1]
查史密斯关联图得 ,
取安全系数为0.8,则空塔气速为
按标准塔径圆整后为D=1m
塔截面积为
实际空塔气速为
同理提馏段:由史密斯关联图查得,图的横坐标为:
取板间距 板上液层高度 ,则
,查史密斯关联图得
取安全系数为0.7,则
按标准塔径圆整后
塔截面积为
实际空塔气速为:
3.2.2 精馏塔有效高度的计算
塔底温度
气相组成
由上温度和气相组成来计算相对挥发度
则精馏段平均相对挥发度
提馏段平均相对挥发度
最小回流比的计算和适宜回流比的确定
2.2.1 最小回流比的计算
由Antonie方程 ,
——温度T时的饱和蒸汽压
T——温度,K
A,B,C——Antonie常数
表2.2 [1]
A
B
C
苯
16.0137
3096.52
0.569
3.5.2 液泛线
由此确定液泛线,忽略式中
精馏段
整理得
提馏段
整理得
在操作范围内,任取若干个 值,算出相应的 值
表3-3液泛线
精馏段
提馏段
0
3.17
0
2.99
0.0002
3.10
0.0002
2.93
0.0005
3.04
0.0005