文档介绍：本次设计的一部分是设计苯酐轻组分塔,塔型选用F1浮阀塔,进料为两组分进料连续型精馏。苯酐为重组分,顺酐为轻组分,从塔顶蒸除去,所以该塔又称为顺酐塔。
确定操作条件
顺酐为挥发组分,所以根据第3章物料衡算得摩尔份率:
进料:
塔顶: =
塔底: =
该设计根据工厂实际经验及相关文献给出实际回流比R=2(R=),及以下操作条件:
塔顶压力:;
塔底压力:;
塔顶温度:℃;
塔底温度:℃;
进料温度:225℃;
塔板效率:ET=
基础数据整理
(1)精馏段:
F, xF
1
2
n
n+1
x1 y2
x2 yn
xn yn+1
V , y1
L,xD D,xD
图5-1 精馏段物流图
平均温度:℃
平均压力:pa
根据第3章物料衡算,列出精馏段物料流率表如下:
表5-1 精馏段物料流率
物料
质量流量 kg/h
分子量kg/kmol
摩尔流量kmol/h
内回流
98
标准状况下的体积: V0=Nm3/h
操作状况下的体积: V1=
= Nm3/h
气体负荷: Vn= m3/s
气体密度: kg/m3
液体负荷: Ln= m3/s
℃时苯酐的密度为1455kg/m3
(2)提馏段:
m
m+1
N
L’ V’
x’m
F , xF
y’m+1
y’N
x’N
蒸气
W ,xW
xn
图5-2 提馏段物料图
平均温度:℃
入料压力:
平均压力:
根据第3章物料衡算列出提馏段内回流如下图:
表5-2 提馏段内回流
物料
质量流量kg/h
分子量kg/kmol
摩尔流量kmol/h
内回流
98
标准状况下的体积:Nm3/h
操作状态下的体积:
= Nm3/h
气体负荷:Vm=m3/s
气体密度=kg/m3
查得进料状态顺酐与苯酐混合物在温度225℃下,(wt)%,密度1546kg/m3。塔底含顺酐很少,可近似为纯苯酐,在塔顶的温度及压力状态下苯酐的密度为1530kg/m3。液体的平均密度:,液体负荷m3/s
塔板数的确定
由于进料中顺酐的摩尔分率很小,无法用常规的作图法求解塔板数。所以这里采用假设全回流计算理论最少塔板数Nmin,下面应用芬斯克方程[14]式有:
查得全塔平均相对挥发度=,
所以全塔的最少理论板层数:
=
精馏段最少理论板层数:
=
由: =
对应吉利兰图查得: =
所以对全塔: =
解得全塔理论板数: N=
对精馏段:
解得精馏段理论塔板数: N2=
所以提馏段理论塔板数: N3=
所以得到实际板层数:
精馏段:N精==
提馏段:N提==
全塔