塔精餾塔的計算1

1、一、塔精1.全的物料衡算由于水的沸點為100OC,正丁醇的沸點為117.7P故水作為輕組分，正丁醇作為重組分，產品正丁醇從塔底出來。=98 .74 %0.95 /180.95 /18 + 0.05 /74Mf=74 x (1-0.9874)+0.9874乂 18=18.71 / kmolF=20 x 1000/18.71=1069.03kmol / h5.892 %0.015 /18x =W 0.015 / 18 + 0.985 / 74總物料衡算F=D+W=252( 1 )采用填料塔連續(xù)精餾由正丁醇-水平衡數據作圖，畫出正丁醇一水溶液y-x圖，求得&mn取 R = 1.5 Rmin過點(0.

2、9994,0.9994 )作平衡線的切線，則求出此線與y軸的交點截距為0.5192 ,故求得最小回流比為0.9248，所以操作狀態(tài)的回流比為1.387數直角梯級即為理論塔板數： (包括再沸器)=9塊其中精餾段* =4塊，提留段(包括再沸器)=5塊，第五塊為進料板。實際塔板數求?。河善胶饩€得塔頂:y = x = 0.9994，在圖中求得x 1=0.9946由平衡線方程y =生得a =8.99 1 + (a -l)x 頂塔底：x =% =0.05892 ,=0.2234小wm同理得a =4.56 底a = Ja a =6.4塔頂溫度10CTC ,塔底溫度117.7C定性溫度為M = 108.85

3、C 2查附錄得 H = 0.390 mPa -s 1H 正丁醇=2. 948求得 |j = 0.390 x 0.9874 + G - 0.9874 )x 2.948 = 0.422 mPa s ma .七=6. 4X 0. 422=2. 70查得E =55.1% 校正后為 55.1%X 1.1=60.61% 0實際塔板：e =xl00% N pN = .1+1 = 8,取8塊(包括再沸器) p E 0精餡段取4塊提餡段取4塊第5塊進料板3.塔高的計算有效高度：Z=oPXNt=0.67X （8-1）=4.67mZ=4 x60.61%=2.42m（精 段）Z=4.67-2.42=2.25m（提 留

4、段）實際填料高度：2.42x（ 1+0.2 ） =2.9m（精餾段）2.25x（ 1+0.2 ） =2.7m（提留段）設裙座為1m總塔高；H=2.9+2.7+1=6.6m泛點氣速的計算影響泛點氣速的因素很多，其中包括填料的特性、流體的物理性質以 及液氣比等。泛點氣速的計算方法也是很多，使用的是埃克特提出的 通過關聯圖。橫坐標工（j縱坐標為史L H 0.2W P,g pj L液體再分布裝,為了避免在填料層中，液體發(fā)生壁流現象而使液體分布不均勻，在 填料層中每隔一段距離，應設液體在分布裝置。二、換熱器1.冷凝器熱量衡算塔頂看作水，泡點溫度lOCTC查得水的比汽化始:r = 2260 kJ / kg

5、M = IS kg / kmolV =(7? + l)D= ( 1. 387+1 ) 1055.43=2519. 3 千摩爾每小時對于泡點進料V，= v =2519.3千摩爾每小時H - H = r M = 2260 x 18 = 40680 kJ / kmol mm ,L c cQ =v(H -H )=2519. 3x40680=1. 025xl0A8 kJ/h cm ,vm ,L冷卻水消耗量，設塔出口溫度為4(TC = 20+ 3 0 = 2 5C22 .再沸器熱負荷釜液近似為正丁醇,泡點溫度為117.7P查得 =410kJ/kg CH -h = r M =74x410=30340 kJ/

6、kmol m ,v mw wQ = 1.03-H)=1.05X108Bm ,vm ,w蒸汽量：w =qb =257500kg/hB 了設蒸汽溫度為148CAr = 148 - 118 = 30 C mKAtm取=1000 W /(m -c)貝(I A = =3500m人2 KAtm三、管道的計算1.進料管本次加料選用泵加料，泵輸送時速唐可取1.52.5m / s，取2.0m / s查附錄得進料時水的密度:p廣8.4 / m 3正丁醇的密度：p廣810 kg / m 3 p = p a + p B G - XF)= 958 .4 X 0.9874 + 810 x G - 0.9874 )= 96

7、4 .7 kg / m 3體積流量:20000958 .3=20.9m3/h=0.061m圓整后取65 mm：4V :4 x 20.9d = w = -i 頃u 3600 x 3.14 x 2進料管參數表：公稱直徑外徑壁厚70mm75.5m m3.75m m2.塔底出口管塔釜餾出液的速度u可取0.51.0m / s，取0.6m / s p = 810 kg / m3體積流量：V=W/p=13. 4x74/810=1.01mA3/h：4V d -I 1兀u4 x1.01、:=0.0270 m 3600 x 3.14 x 0.6圓整后取25 mm出口管參數表：公稱直徑外徑壁厚25mm33.5m m

8、3.25mm四、離心泵的計算20 C時R A = 100.5 x 10 -5 Pa sR = 1.6 x 10 -3 Pa - s日-日X +日15 - X ) =100.5 X 10-5 X 0.9874+1.6 X 10-3 X (1-0.9874)=1.01X10-3Pa.sRe =炫=0.07 X 1.51 X 964.7/1.01 X 10-3=100959 日流動類型為湍流流動 選擇普通鋼管絕對粗糙度 = 0.20.3mm取 = 0.25 mm則相對粗糙度七 些1。盛查圖得摩擦系數人_ 0 0330.0036一 .U00d 70管路中90標準彎頭2個，當量長度為,/d = 30 ,閘閥一個當量長度le / d = 200直管段長度l = 10 mZ H = 0 033 1 + Go x 2 + 200 )x 0.0531.70 2 = 2 牘0.0