丁正醇脱水化工工艺设计

正丁醇脱水装置工艺设计图1正丁醇脱水工艺流程简图()原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率X=0.4FX=0.001DM=18kg/kmol水X=0.999W的平均摩尔质量F=5104103(D=93.79kmol/h塔底产品的摩尔分率水水X=0.476FDX=0.999W水的摩尔质量M=18kg/kmol水X=0.022FX=0.249DX=256PPMWFDWFDW查Aspen物性数据库的t=40℃水和正丁醇定压比热容：Cp=71.056kJ/kmol·K水CpC4H9OH=215.059kJ/kmol·K查Aspen物性数据库水和正丁醇在117.6℃的汽化潜热：rC4H9OH=43090.92kJ/kkmolr水=39945.5kJ/kmolQ3=qmw1rmol水rC4H9OH=45256.62kJ/kmolQ4=qmw2r1.7分层器的热量衡算1.8物料装置带出的热量查Aspen物性数据库水和C4H9OH在27℃的定压比热容：Cp=3.86kJ/kg·K水CpC4H9OH=2.814kJ/kg·KQ6=qCp△t系统热量衡算Q=Q+Q加移损外界向系统提供的热量------------------------------------------------------------Q加物料离开系统带走的热量---------------------------------------------------------Q移系统损失的热量---------------------------------------------------------------------Q损Q=Q+Q损加移算T(1)塔板数NT最小回流比及操作回流比的确定用Aspen工程软件中的严格计算的模块(RadFrac)建立双塔精馏的连续流程，调TN=1FN=1F际板数的求取N7/0.5=14提Ⅱ塔提馏段实际板数N=5/0.5=10提精馏段操作压力P=101.325kPa精1提馏段操作压力P=101.325kPa提1精馏段操作压力P=101.325kPa精2提馏段操作压力P=101.325kPa提2精2精2提2ML提2==18.906kg/kmol④平均密度计算提馏段ρV提1提馏段ρV提1=TV提1kg/m3料板液相密度塔釜液相密度ρ提馏段液相平均密度料板液相密度塔釜液相密度ρ精馏段液相平均密度段液相平均密度ρL提2==906.355kg/m3液相表面张力σσL精2=58.05mN/mσL提2==58.16mN/m⑥液体平均粘度塔釜液相粘度μ提馏段液相平均粘度μL提2==0.297235mPa·s塔的塔体工艺尺寸计算(1)塔径的计算V=V精1s3600ρLML=L精1s00ρL精1-ρLVρ-ρLVρV)hv20(20)(20)LVρVTTTTT(2)精馏塔有效高度的计算提1提1T1精1提1提2提2T寸(1)溢流装置计算①堰长lw溢流堰高度h由h=h-h，选用平直堰wLow《化工原理》下册式10-34wnLwLowdf由l/D=0.6，查《化工原理》下册图10-40得;wAWADTfTd3600AHθ=fTLh计合理隙高度owww(2)塔板布置CaA=(|x'r2_x'2+πr2_x2+πr2sin_1x)|aa(180r)(180r)dSCa(1800.865)dmm00a00S0(1)干板阻力hC计算C790(0.75)(2)气体通过液层的阻力h1计算LVTf01L张力的阻力h计算装装L0h气体通过每层塔板的液柱高度hppc1装ppL(1)漏液线由《化工原理课程设计》式3-38u=V/A=4.4C[0.0056+0.13(h+h)_h]p/p0,mins,min00wow装LVow(0.3)sV=4.4CA[0.0056+0.13(h+h)_h]p/pws装pws装pws.056s(2)液沫夹带线VssfLwowssTfsu=Vs=sVs=0.4147VTfsh (3)液相负荷下限线 (0.9)s 9=fT=4=LLsss(5)液泛线令H=0(H+h)dTwdpLdLTwowc装d忽略h，将h与L，h与L，h与V的关系式带入上式，并整理得：装owsdscssss=0.Tww0lw (1.08)sss(1)原料罐(2)Ⅰ塔釜产品罐(3)Ⅱ塔釜产品罐(1)原料预热器Q=qCpt0m00ttt'=12mlnt1t2==mr2182面积m2.8采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为B(2)Ⅰ塔塔釜再沸器ttt=12mlnt1t2=ln14093=ln14093m23.9mr2282(3)Ⅰ塔塔顶冷却器ttt=12mlnt1t2==KWm℃Q1899.1227103S'===31.3m2Kt200030.3mN4管子根数n146m38.3mCpt3.879(3025)(4)Ⅱ塔塔釜再沸器ttt=12mlnt1t2==Q1063.03103S'===30.2m2Kt150023.5m管子根数n99m34.9mr2209.814.3泵的选型(1)原料泵扬程H>4m55(4)I塔塔釜产品泵扬程H>3ms5管径计算与选型(摘自道的计算和选型(1)原料输送管道V=6313.13d=(2)Ⅰ塔的物料管道d=d==