二零二三年 优质公开课计算塔径.pptx

模块五 精馏技术 04任务四 选择与设计精馏装置 04任务四 选择与设计精馏装置3 精馏是依据液相混合物中各组分在一定温度、压力下的挥发性不同而分离的传质单元操作。依物系性质及分离要求不同，选用分离设备（精馏塔）的结构及辅助设备（塔顶冷凝器和塔釜再沸器）亦不相同。在此只介绍精馏塔的大小（塔高、塔径）的设计要求方法，塔顶冷凝器和塔釜再沸器的选择依照前述换热器的设计选用方法。 04任务四 选择与设计精馏装置4能力目标学习要求与目标1.具有根据工艺要求进行板式塔的塔径计算能力。知识目标1.掌握计算塔径的过程与方法。素质目标1.培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；2.培养安全、环保、健康生产意识；3.培养严谨的工作态度及质量意识，具备工程管理能力；4.培养分析问题和解决问题的能力；5.创新能力培养等。子任务3 计算塔径 04任务四 选择与设计精馏装置5子任务3 计算塔径 精馏操作的目的是为了完成分离任务（F，xF），达到分离要求（xD，xW），精馏塔是完成分离的核心设备，对于一定的分离任务和分离要求，其分离设备-精馏塔的大小包括塔高和塔径。 04任务四 选择与设计精馏装置6 一、塔径及空塔气速 精馏塔的内直径可由塔内上升蒸气的体积流量及空塔气速求得，即：D——精馏塔的内径，m；Vs——塔内上升蒸气的体积流量，m3/s；u——塔内上升蒸气的空塔气速，即按空塔计算的气体线速度，m/s； 04任务四 选择与设计精馏装置7 umax——最大允许气速，m/s；C——蒸气负荷系数，由史密斯关联图求取； ρV——气相密度，kg/m3； ρL——液相密度，kg/m3。 精馏段和提馏段内的上升蒸气量VS和VS’有可能不相等，因此两段的上升蒸气量以及塔径应分别计算。 04任务四 选择与设计精馏装置8二、精馏段VS的计算 由上式求得的上升蒸气量V的单位为kmol/h。 故需按下式换算为体积流量，m3/s，即：Mm——上升蒸气的平均分子量，kg/kmol；ρV——在平均操作压力和温度下的气相密度，kg/m3。 04任务四 选择与设计精馏装置9在操作压力较低时，气相可视为理想气体混合物，则：式中 T,T0——操作的平均温度和标准状态下的温度，K； P,P0——操作的平均压力和标准状态下的压力，Pa。 04任务四 选择与设计精馏装置10三、提馏段VS’的计算 由上式求得V’后，再换算成体积流量VS’。 然后再计算提馏段的塔径D’。 精馏段和提馏段的上升蒸气的体积流量可能不同，因而两段的塔径也可能不等。为便于设计与制造，若相差不太大，两段可采用相同的塔径。当求出塔径后，还需根据塔径系列标准予以圆整。 04任务四 选择与设计精馏装置11 在连续操作的板式精馏塔中，分离两组分理想溶液。原料液流量为45kmol/h，组成为0.3（易挥发组分的摩尔分率，下同），泡点进料。馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.025。操作回流比为2.5，图解所得理论板数为21（包括再沸器）。全塔效率为50%，空塔气速为0.8m/s，板间距为0.4m，全塔平均操作温度为62℃，平均压力为101.33kPa。试求塔的有效高度和塔径。 04任务四 选择与设计精馏装置12①塔的有效高度 实际板数为：塔的有效高度为：②塔径因泡点进料，q=1，则： 04任务四 选择与设计精馏装置13由精馏塔物料衡算，得： 04任务四 选择与设计精馏装置14上升蒸气体积流量为：塔径为：圆整塔径，可取0.8m。 04任务四 选择与设计精馏装置15归纳与总结：板式塔塔径的计算过程与方法。