直接蒸汽加热填料精馏塔设计指导书.doc

简单填料精馏塔设计 设计任务：规定F、xF、xD、xW，设计出能完成分离任务的板式精馏塔 1. 回流比 最小回流比 设夹紧点在精馏段，其坐标为(xe,ye)则 (1) 设夹紧点在提馏段，其坐标为(xe,ye) (2) 所需基础数据：气液相平衡数据 丙酮-水 xi = [0 0.01 0.02 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 1.0]; % 液相丙酮平衡浓度 yi = [0 0.253 0.425 0.624 0.755 0.793 0.815 0.830 0.839 0.849 0.859 0.874 0.898 0.935 0.963 1.0]; % 汽相丙酮平衡浓度 ti=[ 100 92.7 86.5 75.8 66.5 63.4 62.1 61.0 60.4 60.0 59.7 59.0 58.2 57.5 57.0 56.13 ];%平衡温度 甲醇-水 xi = [0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 1.0]; % 液相甲醇平衡浓度 yi = [0 0.134 0.234 0.304 0.365 0.418 0.517 0.579 0.665 0.729 0.779 0.825 0.870 0.915 0.958 0.979 1.00]; % 汽相甲醇平衡浓度 ti=[ 100 96.4 93.5 91.2 89.3 87.7 84.4 81.7 78.0 75.3 73.1 71.2 69.3 67.6 66.0 65.0 64.5 ];%平衡温度 确定操作回流比 2 全塔物料衡算与操作方程 (1)全塔物料衡算 (3) (4) 其中 (5) (6) 联立式(3)、式(4)得： (7) (2) 操作方程 精馏段 提馏段 3 计算精馏段、提馏段理论板数 ① 理想溶液 图解法或求出相对挥发度用逐板计算法求取。 ② 非理想溶液 相平衡数据为离散数据,用图解法或数值积分法求取 4. 全塔组成分布、温度分布及精馏段、提馏段平均温度与组成 精馏段平均温度 提馏段平均温度 其中 ——塔顶第一板温度，——加料板温度，——塔釜温度 5物性参数的计算 ① 塔顶条件下的物性参数(气相密度、液相密度、表面张力及粘度） ② 进料板组成与温度条件的物性参数 ③ 塔釜条件下的物性参数 ④ 精馏段平均物性参数 ⑤ 提馏段平均物性参数 附：气相密度用理想气体状态方程计算 液相密度 、为组分A与B的质量分数，、分别为组分A与B的液相密度，水的密度用插值法求，甲醇或丙酮的密度查有机液体相对密度共线图(陈敏恒，化工原理（上册）：北京：化学工业出版社,2006) 表面张力（含水溶液) 醇类 q=碳原子数；酮类 q=碳原子数-1 、分别为水与有机物的表面张力，VW、VO分别为纯水与纯有机物的摩尔体积(cm3/mol)。纯有机物的表面张力查有机液体的表面张力共线图。 粘度 5 冷凝器和再沸器热负荷 冷凝器的热负荷 再沸器的热负荷 待求量：进料温度tF、塔顶上升蒸汽温度tDV(与xD对应的露点温度)、回流温度tDL(与xD对应的泡点温度)、再沸器温度tw(与xW对应的泡点温度)。 物性数据： ① 各组分在平均温度下的液相热容、气相热容或汽化热。 ② 各组分的热容方程常数 如 ③ 由沃森公式计算汽化热 6 填料塔的结构设计 I. 塔径计算 计算公式： ① 塔填料选择 须知： 相对处理能力：拉西环矩鞍鲍尔环阶梯环环鞍(填料尺寸相同，压降相同) 对于规整填料，分离能力：丝网类填料板波纹类填料，板波纹填料较丝网类有较大的处理量和较小的压降。250Y——250指的是填料的比表面积，Y指的是波纹倾角为45o,X Y指的是波纹倾角为30o 填料选择的三步骤：选材质→选类型→选尺寸(径