塔精馏塔的计算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=98.74%0.95/18+0.05/74Mf=74x(1-0.9874)+0.9874乂18=18.71@/kmolF=20x1000/18.71=1069.03kmol/h5.892%0.0155.892%x=W0.015/18+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=1.5Rmin过点(0.9994,0.9994)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x1=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=Jaa=6.4塔顶温度10CTC,塔底温度117.7°C定性温度为M±^=108.85°C2查附录得H=0.390mPa-s1H正丁醇=2.948求得|j=0.390x0.9874+G-0.9874)x2.948=0.422mPa•sma.七=6.4X0.422=2.70查得E=55.1%校正后为55.1%X1.1=60.61%0实际塔板：e=^xl00%°NpN=.—1+1=8,取8块(包括再沸器)pE0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=4x60.61%=2.42m（精^段）Z=4.67-2.42=2.25m（提留段）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[H0.2WP,g[pjL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=2260kJ/kgM=查得水的比汽化始:r=2260kJ/kgM=ISkg/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=rM=2260x18=40680kJ/kmolmm,LccQ=v(H-H)=2519.3x40680=1.025xl0A8kJ/hcm,vm,L冷却水消耗量，设塔出口温度为4(TC'=20+30=25°C22.再沸器热负荷釜液近似为正丁醇,泡点温度为117.7P查得'=410kJ/kgCH'-h=rM=74x410=30340kJ/kmolm,vmwwQ=1.03-H')]=1.05X10"8对于泡点进料Bm,vm,w蒸汽量：w=qb==257500kg/hB了设蒸汽温度为148°CAr=148-118=30°CmKAtm取《=1000W/(m-°c)贝(IA=^^=3500m人2KAtm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1.5〜2.5m/s，取2.0m/s查附录得进料时水的密度:p广％8.4@/m3正丁醇的密度：p广810kg/m3p=pa\+pBG-XF)=958.4X0.9874+810xG-0.9874)=964.7kg/m3体积流量:20000958.3=20.9m3/h体积流量:20000958.3=20.9m3/h=0.061m圆整后取65mm：4V:4x20.9d=w=0.061m圆整后取65mm'顷u\3600x3.14x2进料管参数表：公称直径外径壁厚70mm75.5mm3.75mm2.塔底出口管塔釜馏出液的速度u可取0.5〜1.0m/s，取0.6m/sp=810kg/m3体积流量：V=W/p=13.4x74/810=1.01mA3/h：4Vd—-I1—'•兀u'4x1.01、:=0.0270m\3600x3.14x0.6圆整后取25mm出口管参数表：公称直径外径壁厚25mm33.5mm3.25mm四、离心泵的计算20°C时RA=100.5x10-5Pa•sR=1.6x10-3Pa-s日-日X+日15-X)=100.5X10^-5X0.9874+1.6X10^-3X(1-0.9874)=1.01X10"-3Pa.sRe=炫=0.07X1.51X964.7/1.01X10^-3=100959日流动类型为湍流流动选择普通钢管绝对粗糙度£=0.2〜0.3mm取£=0.25mm则相对粗糙度七些1。。盛查图得摩擦系数人_0033——0.0036一.U00d70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=10mZH=00331°+Gox2+200)x0.0531.702=2牍0.053f00532x9.81^离心泵选