文档介绍:精馏塔设计说明书
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。
有关的工艺计算
精馏塔的物料衡算
原料液、馏出液与釜残液的流量与温度
名称
原料液
馏出液
釜残液
35
92
(摩尔分数)
摩尔质量
以年工作日为330天,每天开车24小时计,进料量为:
由全塔的物料衡算方程可写出:
总物料
易挥发组分
将
代入全塔物料衡算方程得:D=234 ,W=870
塔顶易挥发组分的回收率=
塔底难挥发组分的回收率=
塔板数的确定
最小回流比及操作回流比的确定
由于是泡点进料,,即过点做直线交平衡线于点,由点可读得,因此:
R(适宜)=(~2)
所以可取操作回流比
理论塔板数的确定
精馏段操作线方程:
提馏段操作线方程:
回流比R=1,则;因为是饱和液体进料,则 q=1,
线方程:
在相图中分别画出上述直线,利用图解法可以求出
13 块(含塔釜)
其中,精馏段11块,提馏2段块。
全塔效率的估算
用奥康奈尔法()对全塔效率进行估算:
由相平衡方程式可得
根据相平衡数据可以查得:
(塔顶第一块板)
(加料板)
(塔釜)
因此可以求得:
全塔的相对平均挥发度:
查得
即全塔的平均温度:
在温度下查得
因为
所以,
全塔液体的平均粘度:
全塔效率
实际塔板数
块(含塔釜)
其中,精馏段的塔板数为:块
精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算
热能利用的计算
以釜残液对预热原料液,原料液温度为则将原料加热至泡点所需的热量可记为:
其中
在进出预热器的平均温度以及的情况下可以查得比热,所以,
釜残液放出的热量
若将釜残液温度降至
那么平均温度
其比热为,因此,
可知,,于是理论上可以用釜残液加热原料液至泡点
精馏段与提馏段的体积流量
精馏段
由整理精馏段的已知数据列于表,由表中数据可知:
液相平均摩尔质量:
液相平均温度:
精馏段的已知数据
位置
进料板
塔顶(第一块板)
质量分数
摩尔分数
摩尔质量/
温度/℃
表4 精馏段的汽液相负荷
名称
汽相
液相
平均摩尔质量/
平均密度/
体积流量/
()
3800()
提馏段
整理提馏段的已知数据列于表5,采用与精馏段相同的计算方法可以得到提馏段的负荷,结果列于表6。
位置
塔釜
进料板
质量分数
摩尔分数
摩尔质量/
温度/℃
表6 提馏段的汽液相负荷
名称
液相
汽相
平均摩尔质量/
平均密度/
体积流量/
()
4140()
精馏塔的塔体工艺尺寸计算
塔径的计算
由于精馏段和提馏段的上升蒸汽量相差不大,为便于制造,我们取两段的塔径相等。有以上的计算结果可以知道:
汽塔的平均蒸汽流量:
汽塔的平均液相流量:
汽塔的汽相平均密度:
汽塔的液相平均密度:
塔径可以由下面的公式给出:
由于适宜的空塔气速,因此,需先计算出最大允许气速。
取塔板间距,板上液层高度,那么分离空间:
功能参数:
从史密斯关联图查得:,由于,需先求平均表面张力:
全塔平均温度,在此温度下,平均摩尔分数为,所以,液体的临界温度:
溶液的表面张力
平均塔温下表面张力可以由下面的式子计算:
,
所以:
取,所以
根据塔径系列尺寸圆整为
此时,精馏段的上升蒸汽速度为:
提馏段的上升蒸汽速度为:
塔高的计算
塔的高度可以由下式计算:
已知实际塔板数为块,板间距由于料液较清洁,无需经常清洗,可取每隔6块板设一个人孔,则人孔的数目为:
个
取人孔两板之间的间距,则塔顶空间,塔底空
间,进料板空间高度,那么,全塔高度:
塔板结构尺寸的确定
塔板尺寸