乙醇水精馏塔设计.docx

《乙醇水精馏塔设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《乙醇水精馏塔设计.docx（10页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、MVFm=0.41546+(1-0.415)18=29.62kgkmo1M1Fm=0.2546+(1-0.25)18=25kgkmo1平均摩尔质量：MVm=(42.08+29.62)/2=35.85kg/kmo1M1m=(41.1+25)2=33.05kgkmo11.4 平均密度计算气相平均密度计算Pvm=Pm*MVm/R*Tm=113.35*35.85/8.314*(81.0+273.15)=1.337kgm3液相平均密度计算塔顶TD=78C查手册P水=973kgm3,P乙醇=744.4kgm3进料TF=820C查手册P水=969kgm3,P乙醇=737.3kgm3塔顶密度P1DH=1XDP

2、A+(I-XD)/PB=735.3kgm3进料板的液相质量分数：C1A=XF*MAXF*MA+(1-XF)MB=0.46进料板的液相密度：P1DM=1A/PA+(1-aA)/PB=833.3kgm3精储段的平均密度P1DM=(735.3+833.3)/2=784.3kg/m31.5 液体平均表面张力的计算塔顶表面平均张力由T=78C查手册得：。水=62.9mNm,。乙醇=18.46mNm。IDm=I80.86+62.9X(1-0.86)=24.68mNm进料板的表面张力由T=840C查手册得：。水=61.8103Nm,。乙醇=17.88103Nm1Fm=17.880.25+61.8(1-0.2

3、5)=50.82mNm精储段的液相平均表面张力O1M=(24.68+50.823)2=37.75mNm5 塔径和塔高的计算5.1 塔径的计算精储塔的气，液体体积流率为VS=0.07m3s1S=0.0001m3s取板间距HT=0.4m板上液层高度h1=0.06m查化工原理课程设计P105图5-1得：C20=0.074目产C=C20*20=0.074*=0.084Umax=C=1.59m/s取设计的泛点率为0.7,则空塔气速为:U=0.7Umax=1.3ms塔径D=0.28m圆整得：D=0.3m-D2-塔截面积为:4=4*0.32-QQ71m2实际空塔气速为：715.2 精储塔有效高度的计算精微段

4、的有效高度Z精二(N精-1)HT=(23-1)X0.4=8.8m提储段的有效高度Z提二(N提-1)HT=(6-1)0.4=2m在进料板的上方开人孔其高度为4=O.8m,故精储段的有效高度为：Z=Z精+Z提+0.8=10Qnm6 .塔板主要工艺尺寸的计算6.1 溢流装置的计算：因塔径和流体量适中，选取单溢流弓形降管。堰长4取4=0.66。=0.2机Z7溢流堰高度W由*二4-4w选用平直堰，堰上液层高度。Wz、2/372.84厂(4)=HwIOOOI1K=0.0002m取板上清液层高度h=0.6mhwh-hw=0.6-0.0002=0.0598故WWm弓形降液管宽度也和截面积4=0.66由D查化工

5、原理课程设计P112图5-7得%=0.1243=0.0722DatAf=0.0722*0.071=0.00513m故也=0.124*。=0.124*0.3=0.0372机液体在降液管停留的时间，即3600AfH1h3600*0.00513*0.40.0001*3600=20.52s5s故降液管设计合理。降液管底隙高度%Zz0=-3600再取二=0.08一则hw-h0=0.0598-0.00625=0.0540.006m故降液管底隙高度设计合理6.2塔板布置边缘宽度的确定,查化工原理课程设计P114取叫=7租Wc=0.05m所以开飞3Jir1.T1r-X+sin180rx=R-Wd-Ws=Q5-

6、0.0372-0.07=0.0428mr=-W=05-0.05=0m2CA2代入式中解得：=0.084皿筛孔的计算筛孔的孔径4=5削=3mm孔中心距E3d。=3*0.005=0.015加1.155*0.084Cn=431筛孔的数目为0-01520=0.907(4开孔率为ItJ=10.1%7=8.25气体通过阀孔的气速为：40.101*0,084ms7.塔板流动性能的校核7.1 液沫夹带的校核液沫夹带量ev,即5.7*10-61%=2.5*0.06=0.15%代入得.ev=QO25kg液Jk代故设计中液沫夹带量ev在允许范围内o7.2 塔板压降干板阻力h可计算如下：AP1(2/4=0.051%k

7、coV查化工原理课程设计图5-10,得Co=(H)772代入4r0016、加故Cm液枉气体通过液层阻力h10.070.071-0.00513=I.06代入得：=0336m片)=练*而=152查化工原理课程设计图5-,得液柱液体表面张力的阻力%h=0.0039P1gdo气体通过每层板的液柱高度hp=h+h1+hc=0.0535hp1g=0.0535*784.3*9.81=4.6OJkpa、几,、左/士p=P11b尸设计允许值7.3 降液管液泛校核降液管中的清夜柱高度Hd9(亳)因为乙醇-水为不易起泡物系，取=6(P(HThj=0.6(Hr-zvv)=0.6*(0.4+0.0598)=0.276m

8、%=0.153(4)2=0.001m液柱。故凡=%+Zp+=0.0535+0.06+0.001=0.1145故不会产生降液管液泛。取漏液点气速为阀孔动能因子弟=1.52时相应的值，则。，m】n=6.75m/s8.251CCI22稳定系数k=6.75.,故不会产生严重漏液。8.塔板负荷性能图在,min6.75向S式中，m=Q(O.OO56+O.13z1-zJVPvK,min“,minfh=hw+hOwz、2/3,2.84J1h。卬IOOO1j并将塔板有关尺寸数据和物性常数等值代入，整理之可得Xmin=0.029*V396+904(I)在操作范围内，取几个1S值，列与下表1Snr,/s0.0001

9、0.00050.0010.0015Km3/s0.070.1300.240.15作漏液线I过量液沫夹带线关系式57*V6Ka产“二_J1二K二1373V,-1H-hfaA-Af0.785-0.0567.S田ev_JJ%=2.5%=2.5(hw+how)y2/3得S=0.11-2.1S(2)在操作范围内，取几个J1S值，列与下表1Snv,/s0.00010.00050.0010.0015m3/s0.1050.0970.0130.082作液沫夹甫专线2液相下限关系式z、2/37 _2.84J1Ahow-E由1000V-J令E=I,取%=0.006m代入，可解得3.,min=QQ002mIs(3)可作

10、出也气体流量无关的垂直液相负荷下限线38 .4液相上限关系式以夕=4s作为液体在降液管中停留时间的下限，夕=M1=41，故AfH3s,ma=4=O.OOO513mIS(4)可作出也气体流量无关的垂直液相负荷下限线48.5液泛线由降液管液泛校核条件式或，将，hf和hd计算式代入，即：令Hd=(H+%),由Hd=hp+%+hc1.hp=%+%+h.h1=h1%=hw+how，99联立得H+(-1)hw=(+1)how+hc+hd+h忽略心，将与人,儿与1s,4与K的关系式代入上式，并整理得r_0.153QWho)2aVs2=b-c1s2-d1r式中(A)Co)2P1bf=H+(-1)hw可得将塔板

11、有关尺寸数据和物性常数等值代入并整理之得12=0.055-37.21/-0.921s273在操作范围内，取几个J1S值，列与下表1S加/s0.00010.00050.0010.0015m3/s0.0530.0490.04580.043作掖泛会5根据以上各线方程，可作出筛板的负荷性能图，如下图所示。以J1S为横坐标，K为纵坐标，作本塔板的负荷性能图(附图)。图中，作出操作点A,连接OA,即作出操作线。由图可读得,该筛板的操作上限为液泛控制，下限为漏液控制，由图查得Vs,max=Vs,min=故其操作弹性为设计计算的主要结果序号项目数值1平均温度tm,oC812平均压力Pm,kPa113.353气

12、相流量Vs,(m3s)0.074液相流量1s,(m3s)0.00015实际塔板数296有效段高度Z,m117塔径，m0.38板间距，m0.49溢流形式单溢流10降液管形式弓形11堰长，m0.212堰高，m0.059813板上液层高度，m0.614堰上液层高度，m0.000215降液管底隙高度，m0.0062516安定区宽度，m0.0717边缘区宽度，m0.0518开孔区面积，m20.08419筛孔直径，m0.00520筛孔数目43121孔中心距，m0.01522开孔率，%10.123空塔气速，m/s124筛孔气速，m/s8.2525稳定系数1.2226每层塔板压降，Pa411.627负荷上限液

13、泛控制28负荷下限漏液控制29液沫夹带ev,（kg液kg气）0.02530气相负荷上限，m3s31气相负荷下限，m3s32操作弹性9 .主要接管尺寸的选取9.1 进料管有已知料液流率为5200kgh,取料液密度为965kgm3,则料液体积流率为取管内流速Uf=O.5ms,则进料管的直径取进料管尺寸为“63.5X3.09.2 回流管由已知回流液流率为12298.6kgh,取回流液密度为742.43kgm3,则回流液体积流率为取回流管尺寸为1404.59.3 釜液出口管由已知釜液流率为3376kgh,取釜液密度为920kgm3,则釜液体积流率取管内流速UW=O.5ms,则釜液出口管直径取釜液出口管尺寸为573.09.4 塔顶蒸汽管近似取精储段体积流率为塔顶蒸汽体积流率VT,并取管内蒸汽流速uT=15ms,则塔顶蒸汽管直径取塔顶蒸气管尺寸为1805.09.5 加热蒸气管取加热蒸气管内蒸汽流速uT