苯—甲苯精馏塔设计_化工原理毕业论文书(4)

2018-12-21 13:32

精馏段塔负荷性能图

由此得出,,

故操作弹性为:

提馏段: 1. 漏液线 由?ow?4.4C0?0.0056?0.13hL?h???L/?V,

???L?V ??得

Vs,min2/3???Lh??2.84?4.4C0A0?0.0056?0.13?hw?E????h??1000?lw??????整理得Vs,min?1.720.00997?0.108LS2/3 在操作范围内,任取几个Ls值,依上式计算出Vs值,计算结果列于下表。

Ls (m3s) Vs (m3s) 0.0006 0.179 0.0015 0.184 0.0030 0.191 0.004 0.195

由上表数据即可作出漏液线。

2. 雾沫夹带线

以 ev=0.1kg液kg气为限,求 Vs-Ls关系如下: 由,ua?VSVS??2.144VS 2AT?Af??0.4?0.03632/32.84?3600Ls?, how??1???1000?0.53??0.96Ls2/3

hf?2.5?hw?how??0.123?2.4Ls2/3

联立以上几式,整理得

在操作范围内,任取几个Ls值,依上式计算出Vs值,计算结果列于下表。 Ls (ms) Vs (m3s) 30.0006 0.739 0.0015 0.697 0.003 0.642 0.004 0.611 由上表数据即可作出液沫夹带线2 3. 液相负荷下限线

对于平直堰,取堰上液层高度hOW=0.006m作为最小液体负荷标准。

2.84?3600Ls,min?E?得 hw??1000?lw?2/3,Ls,min?0.457?10?3m3s

据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3。

4. 液相负荷上限线

以θ=4s作为液体在降液管中停留时间的下限

??AfHTLS?4

LS,max?0.4?0.0363?0.00363m3s4据此可作出与气体流量元关的垂直液相负荷上限线4。 5. 液泛线 令 由

联立得

忽略hσ,将hOW与Ls,hd与Ls,hc与Vs的关系式代人上式, 将有关的数据代入整理,得VS2?0.438?2420Ls2?4.65Ls2/3

在操作范围内,任取几个Ls值,依上式计算出Vs值,计算结果列于下表。

Ls (m3s) Vs (m3s) 0.0006 0.634 0.0015 0.607 0.003 0.562 0.004 0.526 由上表数据即可作出液泛线5。 根据以上各线方程,可作出筛板塔的负荷性能图,如图所示。

提馏段塔负荷性能图

由此得出,, 故操作弹性为:

八、 设计结果一览表

所设计筛板的主要结果汇总于表。

项目 各段平均压强 各段平均温度 平均流量 板间距 塔的有效高度 塔径 空塔气速 塔板液流形式 溢流管型式 堰长 堰高 溢流堰宽度 管底与受业盘距离 板上清液层高度 孔径 孔间距 孔数 开孔面积 筛孔气速 塔板压降 液体在降液管中停留时间 堰上清液层高度 负荷上限 负荷下限 操作弹性 气相 液相 符号 Pm tm VS LS N HT Z D u lw hw Wd ho hL do t n uo hP τ h 单位 kPa ℃ ms ms 块 m m m ms m m m m m mm mm 个 m ms kPa s m 233计算数据 精馏段 109.18 90.75 0.36 0.00112 10 0.40 4.0 0.8 0.923 单流型 弓形 0.53 0.049 0.099 0.026 0.06 5.0 15.0 1638 0.032 11.25 0.614 12.96 0.011 液泛控制 漏液控制 2.95 提留段 117.58 107.94 0.37 0.00204 14 0.40 5.6 0.8 0.84 单流型 弓形 0.53 0.049 0.099 0.026 0.06 5.0 15.0 1638 0.032 11.56 0.664 7.12 0.011 液泛控制 漏液控制 2.67 实际塔板数 (四) 辅助设备的设定

1. 再沸器设计计算

1) 确定流体通入的空间

利用水蒸汽作为热源,根据换热器流体流经管程或壳程的选择原则,水蒸汽走壳程,便于排出,甲苯走管程。 2) 流体基本物性数据

甲苯的温度为 117.03℃,γ甲苯=357.64kJkg。

水蒸汽的绝压为202.6PkPa,温度为 122.53℃,γ水=2204kJkg。 平均温度差为=122.53-117.03=5.5℃ 3) 热负荷及加热剂用量

'热负荷为Q?Vm?甲苯=0.37?357.64=132.33kJ/s

水蒸汽的用量qm?Q?水=132.33=0.06kg/s 22044) 换热器的面积及设备选型

查表可知,K?(580~1150)W/(m2?K),选择。

Q132.33?103所以A?==40.1m2

K?tm600?5.5选择浮头式换热器,其规格如下:

公称直径(mm) 公称面积(m2) 管长(m) 管程数 管数 500 42.8 4.5 2 124 2. 原料预热器的选型 1) 确定流体通入的空间

利用水蒸汽作为热源,根据换热器流体流经管程或壳程的选择原则,水蒸汽走壳程,便于排出,物料走管程。

2) 确定流体的定性温度及平均温度差

热源采用低压饱和水蒸汽,表压为101.3 kPa,在绝压P=202.6kPa下,水蒸汽的温度为t?122.53℃。 物料进口温度为t=20℃,出口温度达到泡点温度,即tF??????℃。

?t?122.53?20?122.53?98.85?86.12℃,??

?122.53?20?ln???122.53?98.85?3) 热负荷及加热剂用量

Q?FcP1(tF-t1)=0.675?1.85?(98.85?20)=98.49kJ/s

水蒸汽的汽化热为??????kJkg 水蒸汽的用量为

4) 换热器的面积及设备选型

查表知,K?(580~1150)W/(m2?K),在这里,选择。


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