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每年按300天计较

时间:2019-09-20   浏览次数:

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  第2章 精馏塔的设想计较 2.1 进料情况 设想中采用泡点进料,塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝,冷凝液正在泡点下回流至塔内该物系属易分手物系,最小回流比力小,故操做回流比取最小回流比的1.7倍。塔釜采用间接蒸汽加热具体如下:塔型的选择本设想中采用浮阀塔。 2.2 加料体例和加料热情况 加料体例和加料热情况的选择:加料体例采用泵加料。虽然进料体例有多种,可是饱和液体进料时进料温度不受季候、气温变化和前段工序波动的影响,塔的操做比力容易节制;此外,饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径不异,无论是设想计较仍是现实加工制制如许的精馏塔都比力容易,为此,本次设想中采纳泡点进料。 2.3 塔顶冷凝体例 塔顶冷凝采用全冷凝器用水冷却。甲醇和水不反映并且容易冷却,故利用全冷凝器,塔顶出来的气体温度不高冷凝回流液和产物温度不高无需进一步冷却,此分手也是为了获得甲醇故选用全冷凝器。 2.4 回流体例 回流体例可分为沉力回流和强制回流,对于小型塔冷凝器一般安拆正在塔顶。其长处是回流冷凝器无需支持布局,其错误谬误是回流节制较难。需要较高的塔处置或由于不易检修和清理,这种环境下采用强制回流.故本设想采用强制回流。 2.5加热体例 加热体例为间接加热和间接加热。间接加热由塔底进入塔内。因为沉组分是水故省略加热安拆。但正在必然的回流比前提下,塔底蒸汽对回流有稀释感化,使理论板数添加,费用添加,间接蒸汽加热器是塔釜液部门汽化维持本来浓度,以削减理论板数。本设想采用间接蒸汽加热。 2.6工艺流程简介 持续精馏安拆次要包罗精馏塔,蒸馏釜(或再沸器),冷凝器,冷却器,原料预热器及贮槽等. 原料液经原料预热器加热至温度后,由塔中部插手塔内.蒸馏釜(或再沸器)的溶液受热后部门汽化,发生的蒸汽自塔底颠末各层塔上升,取板上回流液接触进行传质,从而使上升蒸汽中易挥发组分的含量逐步提高,至塔顶引出后进入冷凝器中冷凝成液体,冷凝的液体一部门做为塔顶产物,另一部门由塔顶引入塔内做为回流液,蒸馏釜中排出的液体为塔底的产物。 第3章 设想方案简直定 设想(论文)的次要使命及方针 (1) 设想要求 年处置含甲醇50%(质量分数)的甲醇取水夹杂液9万吨,每年按300天计较。(每天24小时持续运转) 原料构成:50%的甲醇和50%的水(质量分数) 产物构成:产物含甲醇不低于95%,残液中含甲醇不高于2%。 本地压强:按照95kpa计较。 (2) 操做前提 塔顶压强101.3kpa(表压); 进料热情况,自选; 回流比,自选; 塔釜加热蒸汽压力506kPa; 单板压降不大于0.7kPa; 塔板形式为浮阀塔。 本设想使命为分手甲醇和水夹杂物。对于二元夹杂物的分手,本设想采用持续操做体例的浮阀式精馏安拆。本设想采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内,塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液正在泡点下一部门回流至塔内,其余部门经产物冷却器冷却后送入储罐。该物系属易分手物系,操做回流比取最小回流比的1.6倍,塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产物冷却后送至储罐。 精馏塔的物料衡算 3.1.1原料液及塔顶、塔釜甲醇的摩尔分数 甲醇的摩尔质量 MA=32kg/kmol ,水的摩尔质量MB=18kg/kmol 原料液甲醇的摩尔分数: 塔顶甲醇的摩尔分数: 塔釜甲醇的摩尔分数: 3.1.2原料液及塔顶、塔釜产物的平均摩尔质量 原料液产物的平均摩尔质量: 塔顶产物的平均摩尔质量: 塔釜产物的平均摩尔质量: 3.1.3物料衡算 原料处置量: 总物料衡算: 甲醇物料衡算: 联立解得 3.2 塔板数简直定 3.2.1 理论塔板数的求解 甲醇—水属抱负物系,可采用图解法求理论板层数。 由手册查得甲醇—水物系的气液均衡数据(表3-1),绘出x-y图,见图3-1。 表3-1 甲醇-水物系气液均衡数据 温度t(℃) 液相中的摩尔分数x 气相中的摩尔分数y 100 0.00 0.000 96.4 0.02 0.134 93.5 0.04 0.234 91.2 0.06 0.304 89.3 0.08 0.365 87.7 0.10 0.418 84.4 0.15 0.517 81.7 0.20 0.579 78.0 0.30 0.665 76.0 0.33 0.692 75.3 0.40 0.729 73.1 0.50 0.779 71.2 0.60 0.825 69.3 0.70 0.870 67.6 0.80 0.915 66.0 0.90 0.958 65.0 0.95 0.979 67.6 1.00 1.000 3.2.1.1回流比简直定 正在图中对角线)起做q线(泡点线),则 最小回流比为 Rmin===0.776 取回流比 R=1.7Rmin=1.70.776=1.319 3.2.1.2 操做线方程 精馏段气液负荷 V=(R+1)D=(1.319+1) 211.2=489.773kmol/h L=RD=1.319=278.573kmol/h 提馏段气液负荷,因为泡点进料,q=1则 489.773kmol/h 278.573+542.53=821.103 kmol/h 精馏段操做线方程 提馏段操做线 图解法确论塔板数 图 3-1 理论板层数图解法 由图3-1可知,总理论塔板数为8块(包罗塔釜),进料板为自塔顶数起第5块。 3.2.2 全塔效率及现实塔板数 3.2.2.1 全塔效率 按照奥康奈尔经验式 式中 —塔顶取塔底平均温度下的相对挥发度,无因次量,量纲为1; —塔顶取塔底平均温度下的液相黏度,Pa·s 查相关材料得甲醇-水物系的相对挥发度为,计较得则 全塔效率 , 3.2.2.2 现实塔板数 精馏段现实塔板数 提馏段现实塔板数 现实总塔板数 (不含塔釜) 3.3 精馏塔的工艺前提及相关物性数据的计较 3.3.1操做压力 每层板的压降 塔顶操做压力 进料板压力 塔底压力 精馏段平均压力 提馏段平均压力 3.3.2 操做温度 内插法 ,查表1得 进料板 ,解得 进料板操做温度 ℃, 同理可得 塔顶操做温度 ℃ 塔底操做温度 ℃ 3.3.3 平均摩尔质量 ,由均衡曲线得 塔顶平均摩尔质量 ,由均衡曲线得 进料板平均摩尔质量 ,由均衡曲线得 塔底平均摩尔质量 精馏段平均摩尔质量 提馏段平均摩尔质量 3.3.4 液相和气相平均密度 查相关材料得甲醇取水正在个温度下的密度如表3-2。 表3-2 甲醇取水正在各温度下的密度 温度t(℃) 60 70 80 90 100 ρ甲醇(kg/m3) 751 743 734 725 716 ρ水(kg/m3) 983.2 977.8 971.8 965.3 958.4 3.3.4.1 液相平均密度 计较式 查表2数据使用内插法求塔顶液相平均密度 ,解得 ,解得 所以 同理可得 进料板液相平均密度 塔底液相平均密度 精馏段液相平均密度 提馏段液相平均密度 3.3.4.2 气相平均密度 由抱负气体形态方程计较得 精馏段气相平均密度 提馏段气相平均密度 3.3.5 液相平均概况张力 查材料得甲醇取水正在各温度下的概况张力如表3-3。 表3-3 甲醇取水正在各温度下的概况张力 温度t(℃) 60 70 80 90 100 σ甲醇(mN/m) 18.76 17.82 16.91 15.82 14.89 σ水(mN/m) 66.2 64.3 62.6 60.7 58.8 计较式 查表3-3数据使用内插法求塔顶液相平均概况张力 ,解得 ,解得 所以 同理可得 进料板液相平均概况张力 塔底液相平均概况张力 精馏段液相平均概况张力 提馏段液相平均概况张力 3.3.6 液相平均粘度 查材料得甲醇取水正在各温度下的概况张力如表3-4。 表3-4 甲醇取水正在各温度下的黏度 温度t(℃) 40 60 80 100 120 μL水(mPa·s) 0.439 0.344 0.277 0.228 0.196 μL甲醇(mPa·s) 0.549 0.470 0.355 0.282 0.237 计较式 查表4数据使用内插法求塔底液相平均黏度 ,解得 ,解得 所以 同理可得 进料板液相平均黏度 塔底液相平均黏度 精馏段液相平均黏度 提馏段液相平均黏度

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