精馏塔设计-苯和甲苯...ppt

精馏塔设计 目录 设计任务 年产8万吨产品 年生产300天 24h运行进料液中轻组分质量分数为30 的摩尔分率塔顶轻组分质量分数为98 的摩尔分率塔底轻组分质量分数为2 的摩尔分率 物料衡算 Step1 Step2 Step3 原料液及塔顶 塔底摩尔分率XF XD XW 原料液 塔顶 塔底产品的平均摩尔质量 Step1 物料衡算产品生产量D 进料流量F 塔底产品流量W 物料衡算 1 原料液及塔顶 塔底摩尔分率苯 MA 78 11kg kmol甲苯 MB 92 14kg kmol进料液中轻组分质量分数为30 的摩尔分率XF 0 30 78 11 0 30 78 11 0 70 92 14 0 336塔顶轻组分质量分数为98 的摩尔分率XD 0 98 78 11 0 98 78 11 0 02 92 14 0 983塔底轻组分质量分数为2 的摩尔分率XW 0 02 78 11 0 02 78 11 0 98 92 14 0 024 物料衡算 2 原料液 塔顶 塔底产品的平均摩尔质量原料液 MF xFMA 1 xF MB 0 336 78 11 1 0 336 92 14 87 43kg kmol塔顶 MD xDMA 1 xD MB 0 983 78 11 1 0 983 92 14 78 35kg kmol塔底 MW xWMA 1 xW MB 0 024 78 11 1 0 024 92 14 91 80kg kmol塔顶的平均摩尔质量由xD y1 0 983代入气液平衡方程得x1 0 959MvDm xDMA 1 xD MB 0 983 78 11 1 0 983 92 14 78 35kg kmolMLDm x1MA 1 x1 MB 0 959 78 11 1 0 959 92 14 78 68kg kmol 物料衡算 2 原料液 塔顶 塔底产品的平均摩尔质量进料板平均摩尔质量由XF 0 336代入气液平衡方程得yF 0 556MvFm yFMA 1 yF MB 0 556 78 11 1 0 556 92 14 84 34kg kmolMLFm xFMA 1 xF MB 0 336 78 11 1 0 336 92 14 87 43kg kmol塔底平均摩尔质量由xw 0 024代入气液平衡方程得yw 0 046MvFm ywMA 1 yw MB 0 046 78 11 1 0 046 92 14 91 49kg kmolMLFm xwMA 1 xw MB 0 024 78 11 1 0 024 92 14 91 80kg kmol 物料衡算 2 原料液 塔顶 塔底产品的平均摩尔质量精馏段的平均摩尔质量Mvm 78 35 84 34 2 81 34kg kmolMLm 78 68 87 43 2 83 06kg kmol提馏的平均摩尔质量Mvm 91 49 84 34 2 87 92kg kmolMLm 91 80 87 43 2 89 62kg kmol 物料衡算 3 物料衡算产品生产量总物料衡算F D W轻组分物料衡算FxF DxD Wxw代入数据可得F 127 09 WF 0 336 0 983 127 09 0 024W所以可得F 435 88kmol hW 294 07kmol h 理论塔板计算 相对挥发度 回流比R 精馏塔的气 液相负荷V L 操作线方程 理论板计算 实际板数计算 理论塔板计算 1 相对挥发度的求取 理论塔板计算 2 回流比R的求取 理论塔板计算 3精馏塔的气 液相负荷 理论塔板计算 4 操作线方程 理论塔板计算 5 理论板计算 理论板 不包括再沸器 为13块 进料板为第8板 理论塔板计算 5 理论板计算 实际板的计算 实际板的计算 实际板的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 操作压力的计算塔顶操作压力PD P0 P表 101 3 4 105 3kPa每层塔板压降 P 0 9kPa进料板压力PF 105 3 0 9 13 117kPa塔底板压力PF 105 3 0 9 25 127 8kPa精馏段平均压力Pm1 105 3 117 2 111 2kPa提馏段平均压力Pm2 105 3 127 8 2 116 6kPa操作温度的计算塔顶温度tD 80 40 进料板温度tF 97 33 塔底温度tW 111 52 精馏段平均温度tm 80 40 97 33 2 88 87 提馏段平均温度tm 111 52 97 33 2 104 43 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 液体平均表面张力的计算塔顶 由tD 80 40 查手册得 1 21 22mN m 2 21 65N m所以可得 D 0 983 21 22 0 017 21 65 21 23N m进料板 由tF 97 33 查手册得 1 19 17mN m 2 19 78mN m所以可得 F 0 336 19 17 0 664 19 78 19 75mN m精馏段液相平均表面张力 L 21 13 19 75 2 20 44mN m 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1 塔径的计算 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 2 精馏塔有效高度的计算 塔板工艺结构及尺寸 塔板工艺结构及尺寸 1 溢流装置采用单溢流型的平顶弓形溢流堰 弓形降液管 平形降液盘 溢流堰长 出口堰长 Lw取Lw 0 7DT 1 75m 堰上溢流强度 Lh Lw 32 92m3 m h 0 006 满足要求 所以可得hw hL how 0 0697m 塔板工艺结构及尺寸 1 溢流装置降液管得宽度Wd和降液管的面积Af由Lw DT 0 7 查弓形降液管几何关系图得Wd DT 0 14 Af AT 0 09 即Wd 0 35m AT 0 785DT2 4 91m2 Af 0 441m2液体在降液管内的停留时间为 AfHT Ls 16 54s 5s 满足要求 降液管得底隙高度h0液体通过降液管底隙的流速一般为0 07 0 25m s 取液体通过降液管底隙的流速u 0 0 15m s 则h0 Ls Lwu 0 0610mhw h0 0 008 0 006 满足要求 塔板工艺结构及尺寸 2 塔板布置塔板分块 因DT 2500mm 可将塔板分作6块安装 边缘区宽度Wc与安定区宽度Ws边缘区宽度Wc 取60mm 安定区宽度Ws