精馏塔的设计

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精馏塔设计流程范文

精馏塔设计流程范文

精馏塔设计流程范文精馏塔是一种用于将液体混合物分离成不同组分的设备。

其工作原理是利用不同组分之间的沸点差异将混合物加热,使组分分别沸腾,然后再冷凝后收集。

设计一座精馏塔需要进行一系列的流程和工作。

1.确定设计的目标:首先需要明确需要设计精馏塔的目的和使用要求。

这可能包括所需的分离效率、产品质量要求、处理量和工艺参数等。

2.收集混合物的物性数据:混合物中各组分的物性数据对于精馏塔的设计非常重要。

这些数据可能包括组份的沸点、蒸汽压、相对挥发度和相对密度等。

3.选择工作模式:根据设计目标和混合物物性数据,需要选择适合的工作模式。

常见的工作模式包括连续精馏、批量精馏、真空精馏和气体吸附精馏等。

4.进行精馏塔塔板或填料的选择:精馏塔塔板或填料是用于增加接触面积和促进质量传递的关键组件。

根据工作模式和设计要求,选择合适的塔板和填料类型。

5.进行塔板或填料的布置:根据工艺和操作参数,在塔内适当位置布置塔板或填料。

通常,塔底部布置粗分区域,塔顶布置精分区域。

6.确定加热装置:精馏塔需要加热混合物以使其分离。

根据物性数据和工艺要求,选择合适的加热方式和装置,如蒸汽加热、电加热或燃气加热等。

7.设计冷凝装置:冷凝装置用于将蒸汽冷凝成液体,以便从塔顶收集分离的组分。

根据物性数据和工艺要求,选择合适的冷凝方式和装置,如冷凝器、换热器或溢流冷却器等。

8.进行传热与质量传递计算:在设计精馏塔时,需要进行传热与质量传递计算,以确定塔板或填料的数量和布置方式。

这些计算包括焓平衡、传热传质系数和传质速率等。

9.进行流态计算:流态计算是为了确定混合物在塔内的流动方式和塔板的设计。

这可以通过使用质量守恒和动量守恒方程来进行计算。

10.进行塔内压降计算:塔内压降是设计过程中需要考虑的一个重要参数。

根据流态计算结果,计算塔内各段的压降,并确保在正常操作条件下塔内的压力降低不过大。

11.进行安全性分析:在设计精馏塔时,需要考虑安全性因素,如泄漏风险、高温高压和爆炸风险。

化工原理精馏塔设计

化工原理精馏塔设计

化工原理精馏塔设计
嘿,朋友们!今天咱们来聊聊化工原理里超有意思的精馏塔设计。

想象一下,精馏塔就像是一个神奇的魔法塔,它的任务就是把各种混合物给分得清清楚楚。

那它是怎么做到的呢?其实啊,就像我们在生活中分拣不同的东西一样。

比如说,我们要把红豆和绿豆分开,这就需要一些巧妙的方法。

在精馏塔中,混合物会沿着塔身往上走,就像人在爬楼梯。

而塔身里有不同的温度区域,这就好比楼梯上有不同的站点。

不同的物质在不同
的温度下会有不同的表现,就像有些人喜欢热的地方,有些人喜欢冷的
地方。

那些容易挥发的物质,就像喜欢热闹的孩子,会比较活跃地往上跑;而不太容易挥发的物质,就像比较安静的孩子,会慢慢留在下面。

通过这样一层一层的分离,最后我们就能得到纯度很高的各种物质啦。

设计一个精馏塔可不简单哦,就像盖房子一样,要考虑好多因素呢。

比如塔身要多高呀,里面的温度要怎么控制呀,这都需要精心计算和设计。

总之,精馏塔设计就是化工世界里的一个奇妙魔法,它能把复杂的混合物变得有序又纯净,是不是很厉害呢?希望我这样的解释能让大家对
这个神秘的化工原理有更清楚的认识呀!。

乙醇和水的精馏塔设计

乙醇和水的精馏塔设计

乙醇和水的精馏塔设计精馏是一种分离液体混合物中组分的常用方法,可通过蒸馏分离甲醇和水的混合物。

对于乙醇和水的精馏塔设计,需要考虑一系列参数和流程,包括进料组成、操作压力、图形塔塔板、冷凝器设计、降低能量消耗等。

以下是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。

1.塔板设计在乙醇和水的精馏塔设计中,决定了塔板数的重要参数是所需的乙醇纯度。

一般来说,纯度要求越高,所需的塔板数就越多。

可使用的常用塔板设计方法有McCabe-Thiele方法和Ponchon-Savarit方法。

2.冷凝器设计冷凝器用于冷凝乙醇蒸汽,使其凝结成液体后下降到下部分的收集器中。

冷凝器设计需要考虑的重要参数包括进料温度、出料温度、乙醇和水的蒸汽压力和流量等。

一般来说,选择多管冷凝器比单管冷凝器更适合于高效的冷凝过程。

3.降低能量消耗乙醇和水的精馏过程中,能量消耗是一个重要的考虑因素。

为了降低能量消耗,可以引入热回收系统,如热交换器,将高温的废气中的热能回收使用。

此外,也可以考虑采用较低的操作压力,通过降低汽化温度来减少所需的加热能量。

4.控制塔板温度在乙醇和水的精馏塔设计中,控制各个塔板的温度非常重要,以确保塔板能够正常工作。

一种常见的温度控制方法是在塔板上设置温度传感器,并通过自动化控制系统调节冷凝器的冷却剂流量来控制塔板温度。

5.回流比的选择回流比是决定乙醇和水精馏塔效率的重要因素。

回流比的选择应根据塔板的数量、损失和乙醇纯度等因素来合理决定。

一般来说,较高的回流比可以提高纯度,但同时也会增加能源消耗。

6.热平衡以上是一个基本的乙醇和水的精馏塔设计方案。

根据实际情况和具体需求,还需要根据实际的进料组成、产量、纯度和环境要求等因素进行调整。

《精馏塔设计》课件

《精馏塔设计》课件
产品要求
明确产品指标,如纯度、回收率、能耗等,以满足用 户需求。
处理能力
根据生产规模和市场需求,确定精馏塔的处理能力。
设计方案的确定
塔型选择
01
根据原料和产品的性质,选择合适的塔型(如板式塔或填料塔
)。
塔内件设计
02
根据工艺流程和操作条件,设计适宜的塔内件,如溢流装置、
进料分布器、降液管等。
控制系统
精馏塔的维护保养
定期检查
对精馏塔进行定期全面检查,包括塔体、内 部构件、加热和冷却系统等。
更换磨损件
及时更换精馏塔内部磨损严重的构件,保证 设备性能和效率。
清洗和防腐
根据需要,对精馏塔进行清洗,并采取防腐 措施,延长设备使用寿命。
记录维护情况
建立维护记录,详细记录精馏塔的维护保养 情况,方便追踪和管理。
05
精馏塔的操作和维护
精馏塔的操作规程
严格控制进料量
根据生产需求和设备能力,合理调节进料量 ,保持精馏塔稳定运行。
监控温度和压力
密切关注精馏塔内各段的温度和压力变化, 确保在正常范围内波动。
定期取样分析
对精馏塔出口的液体进行取样,分析其成分 ,以便及时调整操作参数。
防止堵塞和腐蚀
定期检查精馏塔内部,清理堵塞物,防止腐 蚀,确保设备正常运行。
确定能源和水资源
根据能源和水资源的供应情况,选择合适的工艺流程,以提高能源 和水资源的利用效率。
工艺流程的优化
优化工艺参数
通过调整工艺参数,如温度、压力、流量等, 提高产品的质量和产量。
优化设备配置
合理配置设备,降低投资成本,提高设备的利 用率和稳定性。
优化操作条件
通过优化操作条件,如进料量、回流量、加热方式等,提高产品的分离效果和 节能减排。

精馏塔设计书

精馏塔设计书

精馏塔设计书精馏塔是化学和石油工业中常用的一种分离设备,其设计非常重要。

本文将从精馏塔的结构、操作条件、材料选择等方面进行详细介绍和建议,以帮助读者更好地进行精馏塔的设计。

一、结构设计1.1 塔体结构精馏塔的塔体一般分为直立式和横卧式两种类型。

直立式适合于处理高粘度、高沸点和易结晶的物料,横卧式适合于处理低粘度、低沸点和易挥发的物料。

在塔体的结构设计上,需要根据具体的工艺要求,确定塔的高度、直径和壁厚等参数,保证其能够在长期运行中保持稳定的分离效果。

1.2 塔盘结构塔盘是精馏塔的关键部件,其结构应该符合两相流动的要求,在连续计量流量的同时,实现物料的良好分离。

在设计塔盘时,需考虑填料的种类、布置和高度等因素,以保证塔盘的稳定性和分离效率。

二、操作条件2.1 进料方式精馏塔的进料方式有顶进、底进、侧进等多种方式,需根据具体的物料性质、流量和工艺特点等因素来选择。

在进料过程中,需控制进料速度和温度,避免液位过高和温度变化过大导致塔内压力波动,影响精馏效果。

2.2 温度和压力控制精馏塔的温度和压力是影响精馏效果的重要因素。

在运行过程中,需控制塔底温度和塔顶温度,避免出现气液两相不均匀、突然变化和温度不足等现象。

同时,还需控制塔内的压力,保证物料能够在塔内正常流动,达到良好的分离效果。

三、材料选择3.1 塔体材料精馏塔的塔体材料应该根据物料的性质和使用环境等因素选用。

常用的材料有碳钢、不锈钢、玻璃钢和聚合物等。

在选择材料时,需考虑其耐腐蚀性、强度和可焊性等因素,以保证塔体的稳定性和可靠性。

3.2 塔盘材料对于均相物料的精馏,塔盘一般选用不锈钢、有机玻璃或塑料等材料;对于非均相物料的精馏,塔盘则需选用更耐磨、更耐腐蚀的材料,如钛合金和镍基合金等。

总之,精馏塔的设计需要考虑多方面的因素,包括结构、操作条件和材料选择等,以保证其达到良好的分离效果和稳定性能。

通过科学、合理的设计,可实现更加高效、节能的生产过程,大大提高生产效率和质量,为工业生产带来更大的经济效益。

精馏塔的设计

精馏塔的设计

第一章生产工艺流程的确定本设计的任务为分离正庚烷和正辛烷混合物的精馏塔设计。

对于此二元混合物的分离,采用常压下的连续精馏操作装置。

本设计采用饱和蒸汽进料,将原料以饱和蒸汽状态送人精馏塔内。

塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液体在泡点下一部分经回流装置回流至塔内,其余的部分经产品冷凝冷却器冷凝冷却后送人储罐。

塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。

该物系属于易分离物系,最小回流比较小,操作回流比为最小回流比的2倍。

本设计带控制点的生产工艺流程图见附图-1。

第二章精馏塔2.1 精馏塔的物料衡算通过查阅资料知,一个大气压下,正庚烷的沸点为98.4℃,正辛烷的沸点125.6℃,所以混合液中,正庚烷是易挥发成分。

2.1.1已知条件:混合液的流量:F=12t/h正庚烷的含量:x F=0.42正庚烷的回收率:φ=0.98釜残夜中正庚烷的含量:x w =0.032.1.2物料衡算过程:混合液的平均相对分子质量:M F=0.42*100+0.58*114=108.12Kg/kmol混合液的流量:F=12*1000/108.12=110.99Kmol/h总物料衡算:110.99=D+W110.99*0.42=D* x D +W* x w0.98=D* x D /F*x F计算结果:D=79.77 W=31.22 x D=0.5732.2 塔板数的确定2.2.1塔板理论数N T的求取正庚烷—正辛烷属于理想物系,采用图解法求理论板层数。

(1)由资料查得正庚烷—正辛烷在101.3KPa的气液平衡数据如下:温度(℃):98.4 105 110 115 120 125.6X: 1.0 0.656 0.487 0.311 0.157 0.0y: 1.0 0.810 0.673 0.491 0.280 0.0绘出x-y图,见附图2。

(2)求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。

在附图2中对角线上,自点e(0.42,0.42)作垂线ef即为进料线,该线与平衡线的交点坐标y q = 0.42 x q=0.26最小回流比为R min= (x D- y q )/ (y q - x q)=(0.573-0.42) / ( 0.42-0.26) = 0.96取操作回流比为R=2 R min=2*0.96=1.92(3)求精馏塔的气液负荷线L=RD=1.96*79.77=156.35V=(R+1)D=(1+1.96)*79.77=232.93L=L=156.35V=V-F=232.93-110.99=122.0(4) 求操作线方程精馏段操作线方程为y=L x /V + D x D /V =0.658x+0.196提馏段操作线方程为y=L x /V -W x W /V =1.282x-0.008(5)图解法取理论板层数采用图解法取理论板层数,如附图2所示。

精馏塔的设计

精馏塔的设计

目录第一章绪论第二章精馏塔工艺流程图及说明1 设计题目…………………………………………………….2原始数据及条件…………………………………3 工艺流程图及说明………………………………第三章:精馏塔的设计计算1 精馏塔全塔物流衡算…………………………………2 物性参数求解…………………………………………3 理论塔设计……………………………………………4 塔径的初步设计………………………………………5 溢流装置………………………………………………6 塔板分布浮阀数目与排列…………………………..第四章:塔板的流体力学验算1 气相通过浮阀塔板的压降………………………..2 淹塔……………………………………………….3 物沐夹带………………………………………….4 塔板负荷性能图………………………………….第五章:附属设备及主要附件的选项计算1 塔附件的设计……………………………………2 附属设备的计算………………………………….3 塔总体高度的设计………………………………第六章设计总结参考文献附图第一章绪论任何一种化工产品都是用两种或两种以上的原料通过一个或多个不同的化学反应及一系列的前后处理而得到。

由于原料来源广泛,所以化工产品种类多,加工过程也复杂多样。

但是,在众多的生产过程中,除化学反应外,其余步骤均可归纳为若干基本的过程,化工生产工艺过程中的任何一个单元操作都不是孤立的,而与前后单元操作紧密相连。

化工生产长需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的。

互溶液体混合物的分离有多种办法,蒸馏及精馏是其中最常见的一种。

工业蒸馏过程中最简单的是平衡蒸馏和简单蒸馏。

这两个过程只能达到有限程度的提浓而不能满足高浓度分离的要求,为此提出了精馏过程。

精馏过程既可以在板式塔内完成,又可以在填料塔内完成。

塔板是板式塔内汽液接触的主要原件。

塔板种类很多,根据塔板的结构特点,常将板式塔分为:泡罩塔,筛板塔,浮阀塔,浮舌塔,浮动喷淋塔等多种不同的塔型。

精馏塔(板式)设计

精馏塔(板式)设计

精馏塔板的设计还需要考虑到不同物 质的沸点、蒸汽压等物性参数,以及 操作条件下的温度、压力等参数,以 确保分离过程的顺利进行。
精馏塔板的设计需要考虑到液体的流 动特性、蒸汽的流动特性以及它们之 间的相对流动方向,以达到最佳的分 离效果。
设计流程
选择合适的塔板类型
根据设计目标和工艺要求,选 择适合的塔板类型,如泡罩塔 板、浮阀塔板、筛孔塔板等。
详细描述
石油精馏塔设计需要考虑多方面的因素,如原料性质、产品 要求、操作条件等。在设计过程中,需要选择合适的塔板类 型和数量,确定适宜的工艺流程和操作参数,以满足生产需 求。
案例二:酒精精馏塔设计
总结词
酒精精馏塔设计是一种常见的精馏塔设计案例,主要应用于酿酒和生物燃料领域 。
详细描述
酒精精馏塔设计需要考虑酒精的提取和纯化过程。在设计过程中,需要选择适合 的塔板和填料,确定适宜的操作压力和温度,以保证酒精的纯度和回收率。
设计的重要性
01
02
03
提高分离效率
精馏塔板设计的核心目标 是提高分离效率,使产品 达到更高的纯度或回收率。
降低能耗
精馏塔板设计的另一个重 要目标是降低能耗,通过 优化设计,降低操作过程 中的热能消耗。
提高生产能力
良好的精馏塔板设计可以 提高生产能力,从而提高 设备的产能和经济效益。
02 精馏塔(板式)的工艺设计
塔板热力学计算
传热系数
根据物料特性和工艺要求,计算并选 择合适的传热系数,以提高热力学效 率。
温度分布
通过计算温度分布,可以了解物料在 塔板上的温度变化情况,从而优化操 作条件和塔板结构。
03 精馏塔(板式)的设备设计
塔体设计
塔体直径
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化工原理课程设计–––––浮阀板式精馏塔的设计指导老师:***设计者:曹烁学号:*********单位:化学与环境工程学院0407402班日期:2010-6-16目录第一章苯——甲苯在工业上的用途第二章综述2.1、精馏塔原理及其在工业上的应用 2.2、精馏操作对塔设备的要求2.3、常用板式塔类型及成本设计的选型 2.4、本设计所选塔的特性第三章工艺条件的确定和说明3.1、确定操作压力3.2、确定进料状态3.3、确定冷却剂和加热方式3.4、确定冷却剂及其进出口温度第四章流程的确定和说明4.1、流程的说明4.2、设置各设备的原因第五章精馏塔的设计计算5.1、物料衡算5.2、回流比的确定5.3、板块数的确定5.4、汽液负荷计算5.5、精馏塔工艺尺寸计算5.6、踏板流动性能校核5.7、塔板负荷性能图5.8、主要工艺接管尺寸的计算和选取5.9、塔顶冷凝器/冷热器的热负荷5.10、塔底再沸器的热负荷第六章机械设计6.1、设计条件6.2、按计算压力计算塔体和封头厚度6.3、塔设备质量载荷计算6.4、地震弯矩的计算6.5、偏心弯矩计算6.6、塔体和裙座的危险截面的强度与稳定校核6.7、塔体水压试验和吊装时的应力校核6.8、基础环设计6.9、地脚螺栓的计算第七章主要计算结果列表第八章参考文献第九章课程设计总结致谢!第一章苯—甲苯在工业上的用途苯为有机化学工业的基本原料之一。

无色、易燃、有特殊气味的液体。

混苯熔点低,沸点低,相对密度小于水。

在水中的溶解度很小,能与乙醇、乙醚、二硫化碳等有机溶剂混溶。

能与水生成恒沸混合物。

因此,在有水生成的反应中常加苯蒸馏,以将水带出。

苯在燃烧时产生浓烟。

苯能够起取代反应、加成反应和氧化反应。

苯用硝酸和硫酸的混合物硝化,生成硝基苯,硝基苯还原生成重要的染料中间体苯胺;苯用硫酸磺化,生成苯磺酸,可用来合成苯酚;苯在三氯化铁存在下与氯作用,生成氯苯,它是重要的中间体;苯在无水三氯化铝等催化剂存在下与乙烯、丙烯或长链烯烃作用生成乙苯、异丙苯或烷基苯,乙苯是合成苯乙烯的原料,异丙苯是合成苯酚和丙酮的原料,烷基苯是合成去污剂的原料。

苯催化加氢生成环己烷,它是合成耐纶的原料;苯在光照下加三分子氯,可得杀虫剂666,由于对人畜有毒,已禁止生产使用。

甲苯与苯的性质很相似,是工业上应用很广的原料。

但其蒸汽有毒,可以通过呼吸道对人体造成危害,使用和生产时要防止它进入呼吸器官。

甲苯容易发生氯化,生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷,它们都是工业上很好的溶剂;它还容易硝化,生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯,它们都是染料的原料;它还容易磺化,生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸,它们是做染料或制糖精的原料。

甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质,因此它可以制造梯思梯炸药。

掺合汽油组成及作为生产甲苯衍生物、炸药、染料中间体、药物的主要原料。

第二章综述2.1、精馏塔原理及其在工业上的应用多次而且同时运用部分气化和部分冷凝的方法,使混合液得到较完全分离,以分别得接近纯组分的操作。

理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分,多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分,但因产生大量中间组分而使产品量极少,且设备庞大。

工业生产中的精馏过程是在精馏塔中将部分气化过程和部分冷凝过程有机结合而实现操作的。

广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。

精馏操作按不同方法进行分类。

根据操作方式,可分为连续精馏和间歇精馏;根据混合物的组分数,可分为二元精馏和多元精馏;根据是否在混合物中加入影响汽液平衡的添加剂,可分为普通精馏和特殊精馏(包括萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏)。

若精馏过程伴有化学反应,则称为反应精馏。

2.2、精馏操作对塔设备的要求精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质,而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备,首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触,以达到较高的传质效率。

但是,为了满足工业生产和需要,塔设备还得具备下列各种基本要求:(1) 气(汽)、液处理量大,即生产能力大时,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。

(2) 操作稳定,弹性大,即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时,仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。

(3) 流体流动的阻力小,即流体流经塔设备的压力降小,这将大大节省动力消耗,从而降低操作费用。

对于减压精馏操作,过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度,最终破坏物系的操作。

(4) 结构简单,材料耗用量小,制造和安装容易。

(5) 耐腐蚀和不易堵塞,方便操作、调节和检修。

(6) 塔内的滞留量要小。

实际上,任何塔设备都难以满足上述所有要求,况且上述要求中有些也是互相矛盾的。

不同的塔型各有某些独特的优点,设计时应根据物系性质和具体要求,抓住主要矛盾,进行选型。

2.3、常用板式塔类型及本设计的选型塔分为板式塔和填料塔两大类。

精馏操作既可采用板式塔,也可采用填料塔,填料塔的设计将在其他分册中作详细介绍,故本书将只介绍板式塔。

板式塔为逐级接触型气-液传质设备,其种类繁多,根据塔板上气-液接触元件的不同,可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。

板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年),其后,特别是在本世纪五十年代以后,随着石油、化学工业生产的迅速发展,相继出现了大批新型塔板,如S 型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。

目前从国内外实际使用情况看,主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔,而前两者使用尤为广泛。

本章只采用浮阀塔的设计。

2.4、本设计所选塔的特性浮阀塔之所以这样广泛地被采用,是因为它具有下列特点:(1) 处理能力大,比同塔径的泡罩塔可增加20~40%,而接近于筛板塔。

(2) 操作弹性大,一般约为5~9,比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多。

(3) 塔板效率高,比泡罩塔高15%左右。

(4) 压强小,在常压塔中每块板的压强降一般为400~660N/m2。

(5) 液面梯度小。

(6) 使用周期长。

粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。

(7) 结构简单,安装容易,制造费为泡罩塔板的60~80%,为筛板塔的120~130%。

第三章工艺条件的确定和说明3.1确定操作压力3.2确定进料状态选择将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中,即q=1,这主要是由于此时塔的操作比较容易控制,不致受季节气温的影响。

此外,在泡点进料时,精馏段与提馏段的塔径相同,为设计和制造上提供了方便。

3.3确定加热方式蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热,设置再沸器。

3.4确定冷却剂及其进出口温度冷却剂的选择由塔顶蒸汽温度决定,水作冷却剂,是最经济的。

水的入口温度由气温决定,取T=15出口温度由设计者确定第四章流程的确定和说明4.1、流程的说明4.2、设置各设备的原因精馏塔以加料板为界分为两段,精馏段和提馏段。

1、精馏段的作用加料板以上的塔段为精馏段,其作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。

2、提馏段的作用包括加料板在内的以下塔板为提馏段,其作用逐板提取下降的液相中易挥发组分。

3、塔板的作用塔板是供气液两相进行传质和传热的场所。

每一块塔板上气液两相进行双向传质,只要有足够的塔板数,就可以将混合液分离成两个较纯净的组分。

4、再沸器的作用其作用是提供一定流量的上升蒸气流。

5、冷凝器的作用其作用是提供塔顶液相产品并保证有适当的液相回流。

回流主要补充塔板上易挥发组分的浓度,是精馏连续定态进行的必要条件。

精馏是一种利用回流使混合液得到高纯度分离的蒸馏方法。

第五章 精馏塔的设计算5.1、物料衡算(1)有关数据Ma=78.11,Mb=92.13平均分子量:Mf=0.44*78.11+(1-0.44)*92.13=85.96Kg/KmolMd=0.9958*78.11+(1-0.9958)*92.13=78.17 Kg/molMw=0.0176*78.11+(1-0.0176)*92.13=91.88 Kg/Kmol摩尔分率:F x =MbMa /60/40Ma /40 =0.4404D x =MbMa /5.0/5.99Ma /5.99+=0.9958 W x =Mb Ma /5.98/5.1Ma /5.1+=0.0176 (2)全塔总物料衡算根据条件 F=8000*1000/(300*24)=1111.11 Kg/h=1111.11/85.96=12.93 Kmol/h 总物料 F = D + W (5-1) 易挥发组分 F χF = D χD + W χW由(3-1)和(3-2)式得: (5-2) WD W F x x x x F D --==434.36 Kg/h=434.36/78.17=5.56 Kmol/h WD F D x x x x F W --== 676.75Kg/h=630.86/91.88= 7.37Kmol/h (5-3) 若以塔顶易挥发组分为主要产品,则回收率η为100%D WD W χηχ=⨯ (5-4) 式中 F 、D 、W ——分别为原料液、馏出液和釜残液流量,kmol/h ;χF 、χD 、χW ——分别为原料液、馏出液和釜残液中易挥发组分的摩尔分率。

5.2、回流比的确定选择泡点进料,e x =χF =0.4404 平衡线方程y=x)1(1x -+αα (5-5) 其中α随温度的升高略有增加。

取α的平均值,查表表10-3。

α=(2.6+2.35)/2=2.475 故,e y =e)1(1x x e -+αα=0.6607 Rmin=e e e x --y y x D =4404.06607.06607.09958.0--=1.52, 取R=2.5 Rmin/R=1.645.3、板块数的确定(1)操作线方程(ⅰ)精馏段上升蒸汽量: D R V )1(+=(5-6) 下降液体量: RD L =(5-7) 操作线方程: D n n x V D x V L y +=+1 111D R y x x R R =+++ (5-8) 已知R=2.5 D x =0.9958 ,故0.7140.285y x =+ E 的坐标为e (0.4404,0.59)(ⅱ)提馏段经过b(0.0176,0.0176),e(0.4404,0.59)操作线方程 y=1.35x-0.0062(2) 进料线方程( q 线方程)F x =0.4404(3)根据AutoCAD ,运用图解法作出理论塔板数的图解。

由图中梯级数目可知,全塔理论塔板数为16.9层,减去塔釜相当的一层,共需15.9。

精馏段:9.5 提留段:6.4 (4)实际塔板数(ⅰ)全塔效率E T =0.17-0.616lgM 根据t-x-y 相图求得全塔平均温度m t =2WD t t +=95 C º 在温度m t 下查得 0.245,0.273mPa s mPa s μμ=⋅=⋅苯甲苯 因为L iLix μμ=∑=0.44*0.245+0.56*0.273=0.271故E T =0.17-0.616lgM=0.17-0.616*lg0.271=52% (ⅱ)实际塔板数N实际塔板数为Ne=15.9/0.52=30.6,其中精馏段:Ne1=9.5/0.52=18.3, 实际为整数故取19块提留段:Ne2=6.4/0.52=12.3, 实际为整数故取13块塔釜相当于一块塔板,因此取实际为整数故取31块塔板,以保证质量。

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