精馏塔设计说明书

精馏塔设计说明书

1.1 塔型选择

根据生产任务，若按年工作日330天，每天开动设备24小时，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用浮阀塔。

1.2 有关的工艺计算 1.

2.1 精馏塔的物料衡算

以年工作日为330天，每天开车24小时计，进料量为：

3

200000101104/3302422.86

F kmol h ⨯==⨯⨯

由全塔的物料衡算方程可写出： 总物料 F D W =+

易挥发组分 F D W Fx Dx Wx =+

将0.1736,0.8182,0.0004,1104F

D W kmol

x x x F h ====

代入全塔物料衡算方程得：D=234 kmol h ，W=870 kmol h

塔顶易挥发组分的回收率=

100%99.99%D

F

Dx Fx ⨯= 塔底难挥发组分的回收率=

(1)

100%95.28%(1)

W F W x F x -⨯=-

1.2.2 塔板数的确定

1.2.2.1 最小回流比及操作回流比的确定

由于是泡点进料，0.1736e F x x ==，即过点(0.1736,0.1736)做直线0.1736x =交平衡线于点e ，由点e 可读得0.495e y =，因此：

min 0.81820.495

1.00560.4950.1736

D e e e x y R y x --=

==--

R (适宜)=(1.1~2)min R

所以可取操作回流比 1.5R =

理论塔板数的确定

精馏段操作线方程：10.60.32711D n n n x R

y x x R R +=

+=+++ 提馏段操作线方程：1 2.490.0006n m W m L W y x x x L W L W

+''=-=-''--

回流比R=1，则 1.557.8986.835kmol L RD h ==⨯=；因为是饱和液体进料，则

q=1，86.835273.4360.235kmol L L F h

'=+=+=

q 线方程：0.1736x =

在~y x 相图中分别画出上述直线，利用图解法可以求出

T N =13 块(含塔釜)

其中，精馏段11块，提馏2段块。

1.2.2.2 全塔效率的估算

用奥康奈尔法('O conenell )对全塔效率进行估算： 由相平衡方程式1(1)x y x αα=

+-可得(1)

(1)

y x x y α-=-

根据相平衡数据可以查得：

10.8182D y x == 10.79x =(塔顶第一块板) 0.495F y = 0.1736F x =(加料板)

0.0004w x = 0.05w y =(塔釜)

因此可以求得：

1 1.12, 4.67,118.7F w ααα=== 全塔的相对平均挥发度：

8.53m α=

查得79.60,84.00,99.10D F w t C t C t C =︒=︒=︒

即全塔的平均温度：

79.6084.0099.1087.5633

D F W m t t t t C ++++=

==º 在温度m t 下查得120.315,0.36mPa s mPa s μμ=⋅=⋅

因为L i Li x μμ=∑

所以，0.17360.37(10.1736)0.3150.325LF mPa s μ=⨯+-⨯=⋅ 全塔液体的平均粘度：

()/3(0.3250.35130.315)/30.33Lm LF LD LW mPa s μμμμ=++=++=⋅ 全塔效率0.2450.245

1

0.49()0.490.38(8.530.33)

T L E αμ-==⨯≈⨯ 实际塔板数

/13/0.3834P T T N N E ===块(含塔釜)

其中，精馏段的塔板数为：11/0.3829=块

1.2.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 1.2.4 热能利用的计算

以釜残液对预热原料液，原料液温度为45C ︒则将原料加热至泡点所需的热量F Q 可记为：21()F F pF F F Q W c t t =-

其中84.0045

64.52

Fm t C +=

=º 在进出预热器的平均温度以及64.5Fm t C =º的情况下可以查得比热

4.115/pF c kJ kg C =⋅º，所以，

3

44500010 4.115(84.0045) 4.3910/3002422.86

F Q kJ h ⨯=⨯⨯-=⨯⨯⨯

釜残液放出的热量12()w w pw w w Q W c t t =- 若将釜残液温度降至245w t C =º 那么平均温度99.1045

72.052

wm t C +=

=º 其比热为 4.16/pw c kJ kg C =⋅º，因此，

4215.5 4.16(99.1045) 4.410/w Q kJ h =⨯⨯-=⨯

可知，w F Q Q >，于是理论上可以用釜残液加热原料液至泡点

1.2.5 精馏段与提馏段的体积流量

1.2.5.1 精馏段

由整理精馏段的已知数据列于表，由表中数据可知：