丙酮和水连续精馏塔的设计

I利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断通过对精馏塔的运算，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的－－的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。通过逐板计算得出理论板数11块，回流比为1.3032,算出塔效率为0.446，II 1 1 1四、工艺流程图 1 3 7 7 8 九、设计结果一览表 十、符号说明 十一、附图 十二、参考文献 1第一部分设计概述二、工艺条件:、、、、四、工艺流程图23第二部分塔的工艺计算一、查阅文献，整理有关物性数据度yx004115（2）进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数ABFDF6DW最小回流比e7二、全塔物料衡算与操作方程F=D+WFDWD=52.18Kmol/hW=521.9Kmol/hL+qFWL+FL+FW提馏段：因为泡点进料，所以q=1,代入数据L+FW 总理论板层数T块，进料板位置N=7F三、全塔效率的估算dD118设丙酮为A物质，水为B物质AAyBBAB(D)AAfFAAFBBAB(F)=AAwWWAABADFWDF02）：水所以0C四、实际塔板数NT94TTNP五、精馏塔主题尺寸的计算1精馏段与提馏段的汽液体积流量精馏段的汽液体积流量摩尔分数温度/℃塔顶(第一块板)yx进料板在平均温度下查得p231LmCCMVΔFDa气相平均摩尔质量M=3mn p表7精馏段的汽液相负荷体积流量/m3/h提馏段的汽液体积流量摩尔分数温度/℃进料板表9提馏段的汽液相负荷2塔径的计算在塔顶的温度下查表面张力表1212—"全塔液相平均表面张力3在塔顶的温度下查粘度表222m2m2全塔液相平均粘度33/smaxVTLTLx()0.2maxV4DD'='π2T精提ww⑵溢流堰高度hw2323w（）wAW ADTdf2hwa2-x2AaLL22⑷筛孔计算及其排列02U0V03塔高的计算PTH--进料板出板间距Fw取人孔两板之间的间距HTF4塔板结构尺寸的确定wd2fLA fAT降液管的体积与液相流量之比τ,即液体在降液管中停留时间一般应大于5s液体在精馏段降液管内的停留时间τ=fT=LLτ=fT=LswL--液相的体积流量SL--堰长wWD(L)2.5ww0++LLDw06开孔区面积计算ddcAa「2-2π027筛板的筛孔和开孔率22提留段;Va六、筛板的流体力学验算⑴干板阻力h计算c干板阻力hc2干板阻力hcLL1F0Tfa12/L0:pppLaa2液面落差UU-6-6σVaTffL-6故设计中液沫夹带量e允许范围内V00UU为防止塔内发生液泛，降液管内液高度H应服从式子ddpld2dpld5UU七、塔板负荷性能图1精馏段塔板负荷性能图312VVsLVs-6vσLTTfsTfs]]|sv-3vsLVs可作出液沫夹带线2h=—w3/s据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限3.S据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上线4。H为使液体能由上层塔板顺利地流入下层塔板降液管内，须维持的液层高度dHh1L，(σ2(lh)2(lh)22LL23LVs精馏A）在负荷性能图A上，作出操作点A，连接OA，即可作出操作线。由图可以看出，该筛板的操作上线为液泛控制，下线为漏液控制。由图查得3VV1.41.2 0.80.60.40.20精馏段塔板负荷性能图漏夜线精馏段塔板负荷性能图液沫夹带线液泛线0.0010.0040.0080.01LsM3/S图中红色线为液相负荷上线，蓝色线为液相负荷下线，黑色线为操作线2提馏段塔板负荷性能图0,min在操作范围内，任取几个LVs值，已上式计算sLLvvVV-6vσLTVVSaA-ATfL--6-3|2|Ls/(m3/s)0.0030.003w3/s据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下线3。AHfTLAHfT=5/sS22w2提留段塔板负荷性能图1.210.8漏夜线0.6漏夜线V液沫夹带线液泛线V0.40.200.0030.00350.0040.0045，八、精馏塔的主要附属设备1.塔顶全凝器设计计算冷凝器置于塔下部适当位置，用泵向塔顶送回流冷凝水，在冷凝器和泵VDILD)ILD)IVDILDDr,2水6KJ/hQ2.h.oC)A=QA=mm（Tt2)m（Tt2)1换热面积/m21换热面积/m2公称压力/KPa6002.料液泵设计计算F4F'4F'3FF223.管径的计算4F4Ffff4D4Dw3ww九、设计结果一览表塔的有效高度塔板液流形式底与受液盘距离板上清液层高度开孔率%液体在降液管中停留时间负荷下限液相最大负荷液相最小负荷操作弹性塔顶全凝器tmVSLSNZDulwhwWdhohLdotnA0uohPτHdeVLL公称直径℃块mmmm/smmm