推薦-苯氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計

-書（精餾段部分）與環(huán)境程院與材料系20XX 年5月27日——苯氯苯板式精餾塔的工藝、%%。二、操作條件a；；；33024三、內(nèi)容四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

p）i8090100110120130131.8pi1025135017602250284029001482052934005437197603）80901001101201308057937827707571039102810181008997985苯 A

A

tB

B

.4tt8085110115808511011512013121.220.617.316.816.315.326.125.722.722.221.620.4m A Bm x xA B B

x 、A

ABB30用示：r2r1

t tc 2tc

0.38

tc

.2C）其他物性數(shù)據(jù)查工原理附錄。附參考答案：苯-氯苯板式精餾塔的工藝計算書（精餾段部分）、設(shè)方案確定及流程說明。程圖略。二、全物料衡算料液及頂?shù)桩a(chǎn)品含摩爾率和的對摩爾質(zhì)量別。x 65/78.11F 65/78.1135/112.61

0.728x 98/78.11D 98/78.112/112.61x 0.2/78.11

0.9860.00288W 0.2/78.1199.8/112.61二平均摩爾質(zhì)量M FM D

M W

三料液及頂?shù)桩a(chǎn)品摩爾流率04W0/a

6313kg/h，物衡算：FDW 0.35F0.02D0.998WF18709kg/hD12396kg/h

FD

//

W6313kg/h

W

56.12kmol/h、塔板數(shù)的確定（一）理論塔板數(shù)N 的求取TT取N T根據(jù)的相平衡數(shù)據(jù)利x~y x

p p8090100110120130131.8p102513501760225028402900

/ppA

y

px/A

p將所得計算結(jié)果列表如下：ti148205293400543719760兩相摩x10.6770.4420.2650.1270.0190爾分率y10.9130.7850.6140.3760.0710數(shù)據(jù)因為操作壓力偏離常壓很小x~y平衡關(guān)的影響完全以忽略。R1.表中數(shù)據(jù)作x

y曲線及tx~

yx

y因q1y e

而x xe

0.8xD

。故有：eR xDye

0.246m y xe e

0.7282，即：R2Rm

2

0.492求論塔板數(shù)y

R x x

0.33x0.66R1提餾段操作線為過

R

和兩點的直線。1.01.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0-分離理論塔板數(shù)的圖解1401401301201101009080700.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0-的溫度組成圖NT

11.5110.5N 4N 6.5T1 T25NpETET

0.07~m的烴類物系的 平均溫下以進組成表示的平均m下

0.4a0.4a。A B x m A F

B

x F

E T

m

0.52實際數(shù)N 近似取兩同）pNp1

4/

7.7

N 8塊p1Np2

6.5/

12.5

N 塊p2總數(shù)N p

N N

一pm取每層壓降0.7kPapD

.34pFpm

.30.785.30.9/28.tm8088t 80m

88

84℃三Mm

y x1

0.986，x1

0.940

（相平衡）MVD,mM

0.9860.940

78.11178.11

0.986112.610.940112.61

78.5980.18yF

0.935，xF

0.728

（相平衡）MVF,mM

0.9350.728

78.11178.11

0.935112.610.728112.61

80.35kg/kmol87.49kg/kmolMV,m

78.59

80.3579.47ML,m四密ρm

80.18

87.49

83.84kg/kmol.液相平均密ρL,mρLD,A

9121311886t

9121311886808170m3ρ1

1124a

10657a

11240.98

106578010391m30.02ρLD,m

Aρ,

Bρ,B

817.0

1039.1

ρ

820.5kg/m3ρLF,A

9121311886t

9121311886888075m3ρLF,B

1124

10657

1124

106578810306m31 aAρ ρ ρ

0.65 807.5

0.35 1030.6

ρLF,m

8737kg/m3LF,m

,

LF,BρL,m

820

873.7

847.1kg/m3.ρV,mpρ

MV,m

108.179.47 2.894kg/m3V,m RTm

8.314

27384σmσD,A

21.08

σD,B

26.02

80 σAσB D,m σ x

21.0826.02

21.14mN/mσ xA B B A

21.080.01426.020.986σF,A

20.20

σF,B

25.34

88 σAσB F,m σ x

20.2025.34

21.38mN/mσ xA B B A

20.200.27225.340.728σm

21.14

21.38

21.26mN/mμL,m1180：μLD,m

x Ax B

0.315

0.986

0.445

0.014

0.317sμLF,m

0.280.728

0.410.272

0.315mPasμL,m

0.317

0.315

0.316mPas摩爾流率

1

1.492

157.73

235.33kmol/hV

VMV,m

235.3379.47

1.795m3/ss 3600ρV,m

36002.894Vh

m3/s

3/hLLM

0.492157.7377.60kmol/h77.683.84Ls

L,m3600ρL,m

3600

0.00213m3/sLh

m3/s

3/h

1593kW（一）塔徑HT

上層高度hL

，則：H hT

0.5

m按法求取允許空氣速u （即泛點氣速u ）max FL

0.5

0.00213847.10.5 s LV ρ

1.795 2.894

0.0203 s V

查通用關(guān)聯(lián)圖得C 20CC

σ0.2

21.260.2

0.0936因子 2020

20 ρLρ ρLρ ρV Vmax

0.0936

操作氣速取u0.7u max精餾段徑/πus41.795//πus41.795/1.12Du

3。與算、降液管、受液盤且不設(shè)進口內(nèi)）lwl 0.7Dw

0.71.6m上強度L /lh w

/1.12

m3h

~0m3/mh，滿足篩板塔上強度要求。出口高hwh h hw L ow對直h /

2/3h w由l /w

及L /lh w

/1.12

查化工原理圖得E1.02于是：h 420/22/3ow

0.0104m0.006m（滿足要求）h h hw L

0.0496m降液管寬度W和降液管Ad f由l /w

0.7

147

得Wd

/D0.14,A /Af T

W 0.4mAd

0.5D22.1m2Af

0.181m2。液體在降液管內(nèi)停留間τAH /Lf T

0.5/

2.6ho~su0.8/oh

0.8mh~o luw o

oWWc sW~D>2mW。c cW規(guī)D1.5mWs

mmD1.5mWs

mm；設(shè)計Wc

Ws

mm。AaR2x2R2x2aA 2xa0.7420.7420.4762

180R2sin

Rπ

0.47620.4761.304m2

1800.742sin

0.740式中x

D/2d

W0.8s

0.1000.476mRD/2Wc

0.8

0.740m開孔數(shù)n和開孔率φ篩孔孔徑do

δ且t/do

3.0。故孔心距

35。1158103n

1158103

1.3046711 t2

152 φ

t/d o

32

φ~%Ao

φAa

m2uoZ

V /As

/

Z 1

1T

0.53.5m、塔板上的流體力學(xué)驗算（一）氣體通過篩板壓降h和Δp 的驗算p ph h hhp c l σhcu 2

13.602

2.894h o V

0.0504mc C ρo L

0.8

847.1Cd /o o

5/31.70Co

0.8。上液hlh βl

h βhow

0.6

0.036m充β取如下：有效截u對單型有：au

1.795

98m/sa A AT f

2.010.181ρVF ρVa a

1.6692.8942.894

0.60

0.5

0.6。氣體克服液體表面張力產(chǎn)生的壓降hσh 4σσ ρgdL o

421.26103 847.19.810.005h和Δpp ph h hhp c l

0.088mΔp p

ρghL

.1

不滿足工藝要求，需重新調(diào)整參數(shù)?，F(xiàn)對塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)作重新調(diào)整如下：W c

mm，Ws

mm。開孔區(qū)面積AaR2x2R2x2aA 2xa

180R2sin

Rπ

0.5012501

0.7502

1800.7502sin

.7501.382m2x

D/2d

W0.8s

mRD/2Wc

0.8

0.750m開孔數(shù)n和開孔率φ篩孔的孔徑do

5mm

，正三角形排列，篩板采用碳鋼，其厚度δ3mm，且t/do

3.0。故孔心距

3515mm。1158103n

1158103

1.3827113 t2

152 φ

t/d o

32

φ~%Ao

φAa

m2uo

V /As

/

hΔp p pu 2

12.862

2.894h o V

0.045mc C ρo L

0.8

847.1hΔpp ph h hhp c l

0.083mΔp p

ρghL

.1

evae 5.7106 ua

3.2f f

5.7106

0.981

3.2TV σ HT

h

21.2610

0.5

2.50.060.00725kg/kg/kghf

2.5h。L三漏液漏點uom0.13h0.13hLhσ L V/ρ.1/4.40.86.430m/s

uou

12.866.430

2

1

omHd

ΦHT

h wH hd

h hL d2 L 2h 0.153 s 0.153

0.00213 2

0.00098md lhw o

1.120.0238H 0.083d

0.06

0.00097

0.144mΦHT

h 0.50w

0.0496

0.275mH d

h 。w通流體力學(xué)驗算可認精餾段塔徑及塔各工藝結(jié)構(gòu)尺寸合適若要做出最合理設(shè)計HT、塔板負荷性能圖

h進行優(yōu)化設(shè)計。L1）5.7e v

106σσV

uHaH2.5hT

3V

1）式：u a

sA AT

2.01

s0.181

0.5467Vsh 2.5hf

2.5w

h ow

3600

2/32.50.04960.00284El

s

w3600

2/32.50.04960.002841

s 1.120.1241.546/3S

1）5.7

106

0.5467Vs

3

0.121.26103

0

0.124

1.5462/3sV 4.376s

17.99/s

11）L11Vs sLL,m3/ss0.0009550.0050.010.0150.0181V,m3/ss4.2023.8503.5413.2823.1361）2）ΦHT

h hw

h h hw ow

2）3600L

2/

3600

2/3h 0.00284E sow lw0.61852/3s

0002841

s1.12 u 2ρ V 2ρ oh 0.051 o V0.051 s Voc C ρo L

CoA ρL V 22.8940.051 s 0.80.140847.10.01389V2sh l

h 0.6.04960.6185/3ow s0.029760.3711/3sh 0.00205σh h hhp c l

0.01389Vs

0.3711/s

0.0318 Lh 0.153

0.153

2

215.322d lhw o

1.120.0238 s0.04962s0.6185L2/3s

/s215.3L2s

0.03180.0496V213.92s

/s

s

）LVL,L,m3/ss0.0009550.0050.010.0150.0181V,m3/ss3.6353.3843.0102.4701.9822））H AL T f

0.50.181

m3

）s,max τ 5）h h hL w

L2/3s6..652/371/su 4.40.8omV s,min

Auo

V2s,min

/s

4）LVs sL,m3/ss0.0009550.0050.010.0150.0181V,m3/ss0.8750.9370.9881.0291.0514））how

E

。3600L

2/

3600L

2/3h 0.00284Eow

s,minlw

0.00284

s1.12

0.006L 104m3s,min

）

V /Ls

/

842.75.05.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.00.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020與界限曲交點的相最大負荷V 與相允許最小負ax荷V 之，即：s,minV

3.40

s,maxVs,min

0.80

4.25、精餾塔的設(shè)計計算結(jié)果匯總一覽表一覽表項 目 號

段 強 kPa 108.1度 ℃ 84氣相 m3/s 1.795液相m3液相m3/s0.00213實際塔板數(shù)塊8板間距m0.5塔的有效高度m3.5塔徑m1.6空塔氣速m/s0.893塔板液流型式流型溢流管型式弓形溢堰長m1.12堰高裝m0.050溢流堰寬度置m0.224底隙高度m0.024板上清液層高度m0.060孔徑mm5孔間距mm15孔數(shù)個7113開孔面積m20.140篩孔氣速m/s12.86塔板降kPa0.69液體在降液管中的停留時間s42.46降液管內(nèi)清液層高度m0.144霧沫夾帶kg液/kg氣0.00725負荷上限霧沫夾帶控制負荷下限漏液控制氣相最大負荷m3/s3.40氣相最小負荷m3/s0.80操作彈性4.25流、精餾塔的附屬設(shè)備與接管尺寸的計算QA。二塔頂全凝器為1593kW不同地區(qū)具體情選定再做。三塔釜再沸器故V

與塔頂全凝相~兩側(cè)都有相變恒溫差備故再沸與蒸發(fā)同。四精餾塔管口直徑塔頂蒸汽口管徑依流速選取但塔頂蒸汽口流速與塔內(nèi)操作壓力有關(guān)常壓可取12~20m/s。2.回流管徑0.2~1~2.5m/s。3.加管徑由高位槽自流0.4~0.8m/s1.5~2.5m/s。4.排管徑塔釜塔0.5~1.0m/s。5.飽蒸汽管徑蒸汽流速：<295kPa：20~40m/s；<785kPa：40~60m/s；>2950kPa：80m/s。、狀態(tài)參數(shù)（）pm0.7kPapF

pW

.30.7

pm（二）平均溫度t

.92m131.8℃。t m

131.8/2109.9℃（三）平均分子量MmyF

，xF

（相衡）MVF,mM

x ，yW

）MVW,m

MLW,m

MVML,m（四）平均密度ρm

.2112.5/2100kg/kmol.ρL,mρLF,A

9121311886t

9121311886888075m3ρ1

1124a

10657a

11240.65

106578810306m30.35ρLF,m

Aρ,

Bρ,B

807.5

1030.6

ρ

873.7kg/m3

ρ,

9121311886

91213118861318

755.5kg/m3ρLW,B1

1124a

10657a

11240.002

106571310.998

983.9kg/m3ρLW,m

Aρ,

BρLW,B

755.5

983.9

ρ

993.23ρL,m

873

993.2

933.5kg/m3.ρV,mpρ

MV,m

115.4596.28 3.492kg/m3V,m RTm

8.314

273109.9 五） mσF,A

20.20m

σF,B

25.34m

88 σAσB F,m σ x

20.2025.34

21.38mN/mσ xA B B A

20.200.27225.340.728σW,A

15.3m

σW,

20.4m

1318 σAσB W,m σ x

15.3

20.4

20.38mN/mσ xA B B A

15

0.99720

0.003σm

21.38

20.38

20.88mN/m六）μL,mμLF,m

0.315mPasμLW,m

0.2

0.27mPasμL,m

0.27/20.293mPasV

235.33kmol/hV

VMV,m

235.3396.28

1.802m3/ss 3600ρV,m

36003.492Vh

m3/s

3/hL

L

RD

0.492157.731213.84L

LML,m

291.44100

0.00867m3/ss 3600ρ

L,m

3600933.5Lh

m3/sm3/h

Vr

35.3103/

2308kW三、和板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算（一）徑HT

上層高hL

，則：H hT

0.5

m法求取允許空氣速umax即泛點氣速uF）L

0.5

0.00876933.50.5 s LV ρ

3.492

0.0795 s V

C 20CC

σ0.2

20.880.2

0.0933子 2020

20 ρLρ ρLρ ρV Vmax

0.0933

u0.7u max/πus/πus

441.802/1.066

D

0.897m/s。與算、降液管、受液盤且不設(shè)進口內(nèi)（1））lwl 0.7Dw

0.71.6m強度L /lh w

7.8m3/mh

~0m3/mh，滿足篩板強度要求。出口高hwh h hw L owh /

2/3h wl /w

L /lh w

/1.12

得E1.04h 4412/22/3ow

h h hw L

0.0328mWAd fl /w

0.7

147

Wd

/D0.14,A /Af T

W 0.4mAd

0.5D22.1m2Af

0.181m2。體在內(nèi)停留時間τAH /Lf T

0.5/

0.3底隙高ho體通過底隙流速一般為~s取體通過底隙流速u0.8/：oh

0.8mh不宜小~本結(jié)果o luw o

o塔板布置1WWc s與精餾段同Wc

Ws

mm。開孔區(qū)與精餾段同Aa

1.382m2開孔數(shù)n開孔率φn孔φ

t/d o

32

φ~%Ao

φAa

m2uoZ

V /As

/

Z 2 p

2T

0.56.0m（一）氣體通過篩板壓降h和Δp 的驗算p ph h hhp c l σ1.hcu 2

12.872

3.492h o V

0.0494mc C ρo L

0.8

933.5Cd /o o

5/31.70Co

0.8。上液hlh βl

h βhow

0.6

0.036m充β取如下：有效截u對單型有：au

1.802

m/sa A A2.894T f2.894

2.010.181ρV動能因子F ρVa a

1.669

0.60

0.5

0.6。氣體克服液體表面張力產(chǎn)生的壓降hσh 4σσ ρgdL o

420.88103 933.59.810.005h和Δpp ph h hhp c l

0.087mΔp p

ρghL

.5

尚接受，本設(shè)計不再做重新設(shè)計計算。evae 5.7106 ua

3.2f f

5.7106

0.981

3.2TV σ HT

h

21.26103

0.52.50.060.00725kg液/kg液/kg氣滿足要求）式中：hf

2.5h，驗算結(jié)果表明不會產(chǎn)生過量的霧沫夾帶。L三漏液漏液點的氣速uom0.13h0.13hLhσ L V/ρ.1/4.40.86.430m/s

uou

2.01.5不會產(chǎn)生過量液漏）om四液泛為防止降液管發(fā)生液泛，應(yīng)使降液管中的清液層高度Hd

ΦHT

h wH hd

h hL d Lh 0.153

0.153

0.00213

20.00098m22d lhw o

1.120.0238H 0.083d

0.06

0.00097

0.144mΦHT

h 0.50w

0.0496

0.275mH d

h 。w通過流體力學(xué)驗算可認為精餾段塔徑及塔板各工藝結(jié)構(gòu)尺寸合適若要做出最合理的設(shè)計HT、塔板負荷性能圖（一）霧沫夾帶線（1）

h進行優(yōu)化設(shè)計。L5.7e v

106σσV

uHaH2.5hT

3V

（1）式中：u a

sA AT

2.01

s0.181

0.5467Vsh 2.5hf

2.5w

h ow

3600

2/32.50.04960.00284El

s

w3600

2/32.50.04960.002841

s 1.120.1241.546/3S1）

5.7

106

0.5467Vs

3

0.121.2610

0

0.124

1.5462/3sV 4.37