精馏塔设计(精馏塔设计目的及意义)

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大家好,如果您还对精馏塔设计不太了解,没有关系,今天就由本站为大家分享精馏塔设计的知识,包括精馏塔设计目的及意义的问题都会给大家分析到,还望可以解决大家的问题,下面我们就开始吧!

化工原理精馏塔设计到底怎么做啊 把步骤发下啦~谢谢

精馏塔设计(精馏塔设计目的及意义)

例子

筛板式精馏塔设计报告

一、设计任务:

要精馏分离的混合物为:苯-甲苯

原料液组成为xf=54.1200%(摩尔)

塔顶产品产量D=108.20kmol/h(每小时108.20千摩尔)

塔顶产品组成xd=95.7300%(摩尔)

塔底残液组成xw=3.5200%(摩尔)(以间接蒸汽加热计)

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二、物料衡算:

设计者选取的D、Xd、Xf、Xw见以上“设计任务”

可计算出:

若按间接蒸汽加热计,则由以下物料平衡关系式:

F=D+W

FXf=DXd+WXw

可计算得:

原料液量F=197.18kmol/h

塔底产品产量W=88.98kmol/h

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三、塔板数的确定:

设计时选取:

实际回流比是最小回流比的1.60倍,进料液相分率q=1.00,

此时,最小回流比Rmin=1.02

实际回流比R=1.60*1.02=1.63

理论板数N=12.4,其中,精馏段N1=5.2,提馏段N2=7.3

由平均黏度、相对挥发度μav,αav,可算得全塔效率Et=0.5946

实际板数Ne=22,其中,精馏段Ne1=9,提馏段Ne2=13

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四、塔径的确定:

可由板间距Ht和(Vl/Vg)(ρl/ρg)^0.5

确定气液负荷参数C,从而求得液泛气速Uf=C?[(ρl-ρg)/ρg]^0.5,

最后根据塔内气体流通面积A=Vg/U=Vg/[(0.6---0.9)Uf]估算塔径D,再圆整之。

按精馏段首、末板,提馏段首、末板算得的塔径分别为:

1.620米、1.663米,1.731米、1.807米

程序自动圆整(或手工强行调整)后的塔径为:

---1800.0毫米,即1.800米---

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五、塔板和降液管结构设计:

堰长与塔径之比Lw/D=0.70

堰长Lw=1mm

塔径D=1800mm

安定区宽度Ws=75mm

开孔区至塔壁距离Wc=50mm

孔径do=5mm

孔中心距t=15mm

堰高hw=50mm

降液管底隙高度hd'=40mm

塔板厚度tp=4mm

板间距Ht=450mm

以上为选定[调整]值;以下为计算值:

计算孔数n=9111

塔截面积A=2544690mm^2

降液管截面积Ad=223155mm^2

有效截面积An=2321535mm^2

工作区面积Aa=2098380mm^2

开孔区面积Aa'=1775172mm^2

总开孔面积Ao=178898mm^2

Ad/A=0.0877

An/A=0.8246

Ao/Aa'=0.1008

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六、流体力学校核:

精馏段首板:

单板压降ΔHt=ho+he=ho+β(hw+how)=0.08m清液柱

要求各板总压降∑(ΔHt)<0.3atm

堰上液头how=0.0028Fw(Vl'/Lw)^(2/3)=0.01645m

为流动稳定,要求how>0.006m,如实在达不到此要求则用齿形堰。

液沫夹带率ψ=0.0611

要求,ψ〈0.1(0.15)

降液管内泡沫层高度Hd'=ΔHt+(hw+how)+hd=0.30m

要求Hd'<Ht+hw,否则降液管发生液泛

液体在降液管内平均停留时间τ=Hd*Ad/Vl=7.02秒

要求,τ>3至5秒,以防止气体随液体带入下层塔板

实际孔速与漏液时孔速之比Uo/Uomin=12.87/6.87=1.873

Uo必须大于Uo(即比值>1)。要求该比值最好>1.5,以免漏液过量

精馏段末板:

单板压降(气体)ΔHt=0.09m清液柱

要求各板总压降∑(ΔHt)<0.3atm

堰上液层高度how=0.01740m

为流动稳定,要求how>0.006m,如实在达不到此要求则用齿形堰。

液沫夹带率ψ=0.0737

要求,ψ〈0.1(0.15)

降液管泡沫层高度Hd'=0.31m

要求Hd'<Ht+hw,否则降液管发生液泛

液体在降液管内停留时间τ=6.69秒

要求,τ>3至5秒,以防止气体随液体带入下层塔板

孔速与漏液孔速之比Uo/Uomin=13.21/6.81=1.939

要求该比值最好>1.5,否则可导致漏液过量

提馏段首板:

单板压降(气体)ΔHt=0.10m清液柱

要求各板总压降∑(ΔHt)<0.3atm

堰上液层高度how=0.02945m

为流动稳定,要求how>0.006m,如实在达不到此要求则用齿形堰。

液沫夹带率ψ=0.0439

要求,ψ〈0.1(0.15)

降液管泡沫层高度Hd'=0.36m

要求Hd'<Ht+hw,否则降液管发生液泛

液体在降液管内停留时间τ=3.62秒

要求,τ>3至5秒,以防止气体随液体带入下层塔板

孔速与漏液孔速之比Uo/Uomin=13.28/7.20=1.845

要求该比值最好>1.5,否则可导致漏液过量

提馏段末板:

单板压降(气体)ΔHt=0.10m清液柱

要求各板总压降∑(ΔHt)<0.3atm

堰上液层高度how=0.03107m

为流动稳定,要求how>0.006m,如实在达不到此要求则用齿形堰。

液沫夹带率ψ=0.0542

要求,ψ〈0.1(0.15)

降液管泡沫层高度Hd'=0.39m

要求Hd'<Ht+hw,否则降液管发生液泛

液体在降液管内停留时间τ=3.55秒

要求,τ>3至5秒,以防止气体随液体带入下层塔板

孔速与漏液孔速之比Uo/Uomin=13.80/7.04=1.960

要求该比值最好>1.5,否则可导致漏液过量

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七、塔高:

塔高约11.7米

精馏塔设计目的及意义

在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中,气液传质设备必不可少.塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一.

塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类.前者的代表是板式塔,后者的代表则为填料塔,在各种塔型中,当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔.

筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上,但由于对筛板的流体力学研究很少,被认为操作不易掌握,没有被广泛采用.五十年代来,由于工业生产实践,对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践,形成了较完善的设计方法.筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点:生产能力大于10.5%,板效率提高产量15%左右;而压降可降低30%左右;另外筛板塔结构简单,消耗金属少,塔板的造价可减少40%左右;安装容易,也便于清理检修.

化工原理问题:精馏塔的设计

一)塔设备设计概述:

塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一,他可以使气(或汽)或液液两相紧密接触,达到相际传质及传热的目的。在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。

塔设备中常见的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。此外,工业气体的冷却和回收、气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等。

最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气(汽)液两相能充分接触,以获得高的传质效率。此外,为满足工业生产的需要,塔设备还必须满足以下要求:1、生产能力大;2、操作稳定,弹性大;3、流体流动阻力小;4、结构简单、材料耗用量少,制造和安装容易;5、耐腐蚀和不易阻塞,操作方便,调节和检修容易。

(二)板式精馏塔设备选型及设计

因为板式塔处理量大、效率高、清洗检修方便且造价低,故工业上多采用板式塔。因而本课程设计要求设计板式塔。

1、工业上常见的几种的板式塔及其优缺点:

Ⅰ、浮阀塔:在塔板开孔上方,安装可浮动的阀片,浮阀可随气体流量的变化自动调节开度,可避免漏液,操作弹性大,造价低,且安装检修方便,但对材料的抗腐蚀性能要求高。

Ⅱ、筛孔塔:结构简单、造价低廉、筛板塔压降小、液面落差也较小、生产能力及塔板效率都较泡罩塔高,故应用广泛。

Ⅲ、泡罩塔:其气体通道是升气管和泡罩,由于升气管高出塔板,即使在气体负荷很低时也不会发生严重漏液,操作弹性大,升气管为气液两相提供了大量的传质界面。但泡罩塔板结构复杂,成本高,安装检修不便,生产能力小。

综合考虑最终选择筛孔式精馏塔。

2、设计板式塔的要求及简易流程

首先应根据已给定的操作条件,由图解法或解析法求得理论塔板数、选定或估算塔板效率,从而测得实际塔板数,然后对以下内容进行设计或计算:......

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