塔精馏塔的计算1

1、一、塔精1.全的物料衡算由于水的沸点为100OC,正丁醇的沸点为117.7P故水作为轻组分，正丁醇作为重组分，产品正丁醇从塔底出来。=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总物料衡算F=D+W=252( 1 )采用填料塔连续精馏由正丁醇-水平衡数据作图，画出正丁醇一水溶液y-x图，求得&mn取 R = 1.5 Rmin过点(0.

2、9994,0.9994 )作平衡线的切线，则求出此线与y轴的交点截距为0.5192 ,故求得最小回流比为0.9248，所以操作状态的回流比为1.387数直角梯级即为理论塔板数： (包括再沸器)=9块其中精馏段* =4块，提留段(包括再沸器)=5块，第五块为进料板。实际塔板数求取：由平衡线得塔顶:y = x = 0.9994，在图中求得x 1=0.9946由平衡线方程y =生得a =8.99 1 + (a -l)x 顶塔底：x =% =0.05892 ,=0.2234小wm同理得a =4.56 底a = Ja a =6.4塔顶温度10CTC ,塔底温度117.7C定性温度为M = 108.85

3、C 2查附录得 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% 校正后为 55.1%X 1.1=60.61% 0实际塔板：e =xl00% N pN = .1+1 = 8,取8块(包括再沸器) p E 0精馅段取4块提馅段取4块第5块进料板3.塔高的计算有效高度：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）实际填料高度：2.42x（ 1+0.2 ） =2.9m（精馏段）2.25x（ 1+0.2 ） =2.7m（提留段）设裙座为1m总塔高；H=2.9+2.7+1=6.6m泛点气速的计算影响泛点气速的因素很多，其中包括填料的特性、流体的物理性质以 及液气比等。泛点气速的计算方法也是很多，使用的是埃克特提出的 通过关联图。横坐标工（j纵坐标为史L H 0.2W P,g pj L液体再分布装,为了避免在填料层中，液体发生壁流现象而使液体分布不均匀，在 填料层中每隔一段距离，应设液体在分布装置。二、换热器1.冷凝器热量衡算塔顶看作水，泡点温度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 千摩尔每小时对于泡点进料V，= v =2519.3千摩尔每小时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冷却水消耗量，设塔出口温度为4(TC = 20+ 3 0 = 2 5C22 .再沸器热负荷釜液近似为正丁醇,泡点温度为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 了设蒸汽温度为148CAr = 148 - 118 = 30 C mKAtm取=1000 W /(m -c)贝(I A = =3500m人2 KAtm三、管道的计算1.进料管本次加料选用泵加料，泵输送时速唐可取1.52.5m / s，取2.0m / s查附录得进料时水的密度:p广8.4 / m 3正丁醇的密度：p广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体积流量:20000958 .3=20.9m3/h=0.061m圆整后取65 mm：4V :4 x 20.9d = w = -i 顷u 3600 x 3.14 x 2进料管参数表：公称直径外径壁厚70mm75.5m m3.75m m2.塔底出口管塔釜馏出液的速度u可取0.51.0m / s，取0.6m / s p = 810 kg / m3体积流量：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圆整后取25 mm出口管参数表：公称直径外径壁厚25mm33.5m m

8、3.25mm四、离心泵的计算20 C时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 日流动类型为湍流流动 选择普通钢管绝对粗糙度 = 0.20.3mm取 = 0.25 mm则相对粗糙度七 些1。盛查图得摩擦系数人_ 0 0330.0036一 .U00d 70管路中90标准弯头2个，当量长度为,/d = 30 ,闸阀一个当量长度le / d = 200直管段长度l = 10 mZ H = 0 033 1 + Go x 2 + 200 )x 0.0531.70 2 = 2 牍0.0