分离苯-甲苯筛板式精馏塔的设计(8)

河西学院化学化工学院课程设计

b'=?HT?(????1)hW c'=0.153/(lWhO)2

?3600?d'=2.84?10?3E(1??)??l???W?2/3

将有关的数据代入， 得 a'?0.051?3.33????0.016

(0.106?1.3?0.84)2?790.231?b'?0.5?0.45?(0.5?0.58?1)?0.036?0.186

c'?0.153?135.5 2?1.12?0.033?23?3?3600?d'?2.84?10??1?0.58????1.12?23解得：VS2?11.625?8496L2?4.125LSS

?0.1

在操作范围内，任取几个Ls值，计算出VS值计算结果如表

Lsm3s Vsm3s

0.0005 11.6

0.0015 11.56

0.0030 11.46

0.0045 11.3

0.006 11.184

0.0075 10.991

0.009 10.761

0.0105 10.496

0.018 8.598

0.021 7.576

上表数据即可作出液泛线5

根据以上各线方程，可作出筛板塔的负荷性能图，见图8

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图9 提馏段筛板塔的负荷性能图

在负荷性能图上，作出操作点P,连接OP，即可作出操作线。由图可看出，该筛板的操作上限为雾沫夹带控制，下限为漏液控制。

由图9查得

Vs,max=3.6m3/s Vs,min=0.92 m3/s

Vs,max3.6?3.91 故操作弹性为 =

Vs,min0.923 板式塔的结构与附属设备 3.1接管

(1)进料管

本设计采用直管进料管。

F=129.68kg/h , ?F=799.76Kg/m3 则体积流量

FM进129.68?86.03 V???0.0039ms

e进799.76?3600管内流速u?0.6m/s

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则管径d?4V4?0.0039??0.091m?91mm ??3.14?0.6取进料管规格Φ95×2.5 则管内径d=90mm 进料管实际流速u?(2)回流管

采用直管回流管，回流管的回流量L=142.656(kmol/h)

塔顶液相平均摩尔质量MLDm?78.78?kmolh?,平均密度?LDm?813.35kgm3 则液体流量VL?LM142.656?78.78??0.004(kmol/h) e799.76?36004V4?0.0039??0.61ms ?d23.14?0.092??取管内流速u=1.5m/s 则回流管直径d?4V4?0.004??0.058m?58mm ??3.14?1.5可取回流管规格Φ65×2.5,则管内直径d=60mm 回流管内实际流速

u?4V4?0.004??1.42ms ?d23.14?0.062(3)塔顶蒸汽接管 则整齐体积流量

取管内蒸汽流速u?15m/s 则d?4V4?1.53??0.36m?360mm ??3.14?15可取回流管规格Φ430×12 则实际管径d=416mm 塔顶蒸汽接管实际流速daixu (4)釜液排出管

塔底w=70.24 kmol/h 平均密度??780.702kgm3 平均摩尔质量M=92.02kg/kmol 体积流量：V?WM70.24?92.02?kmolh? ??0.0023?780.702?360035

??

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取管内流速u?0.5m/s 则d?4V4?0.0023??0.077m?77mm ??3.14?0.5可取回流管规格Φ89×4 则实际管径d=81mm 塔顶蒸汽接管实际流速u?(5)塔顶产品出口管径

D=59.44koml/h 相平均摩尔质量M=78.39(kg/kmol) 溜出产品密度??813.35kgm3 则塔顶液体体积流量：V?取管内蒸汽流速u则d?DM59.44?78.39??0.0016m3/s ?813.35?36004V4?0.0023??0.0045ms 22?d3.14?0.81???1.5m/s

4V4?0.0016??0.037m?37mm ??3.14?1.5可取回流管规格Φ38×3,则实际管径d=32mm 塔顶蒸汽接管实际流速u?3.2冷凝器

塔顶温度tD=80.41℃ 冷凝水t1=20℃ t2=30℃ 则?t1?tD?t1?80.41?20?60.41℃

4V4?0.0016??2ms ?d23.14?0.0322?t2?tD?t2?80.41?30?50.41℃

?tm??t1??t210??55.23℃

60.41?t1??lnln??50.41??t2???由tD=80.41℃ 查液体比汽化热共线图得?苯又气体流量Vh=1.53m3s

塔顶被冷凝量 q?VS??1.53?2.96?4.53kg/s

?392.5KJ/kg

冷凝的热量Q?q?苯?4.53?392.5?1777.55KJ/s

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取传热系数K=600W/m2·℃，

Q1777.55?103则传热面积A???53.64m2

K?tm600?55.23Q1777.55?103冷凝水流量W???42.5kg/s

cp?t1?t2?4183?103.3 再沸器

塔底温度tw=109.35℃ 用t0=139.35℃的蒸汽，釜液出口温度t1=119.35℃ 则?t1?t1?tW?139.35?109.35?30℃

?t2?t2?tw?119.35?109.35?10℃

?tm??t1??t220??18.20℃

30?t?ln??1?t?ln102????由tw=109.35℃,查液体比汽化热共线图得?苯又气体流量VS=1.757m3/s

?392KJ/kg

塔顶被冷凝量 q?VS??1.757?3.33?5.85kg/s 冷凝的热量Q?q?苯?5.85?362?2118KJ/s 取传热系数K=600W/m2·℃

Q2118?103则传热面积A???193.96m2

K?tm600?18.2Q2118?103冷凝水流量W???50.25kg/s

cp?t1?t2?2177?204 对本设计的评述

化工原理课程设计历时三周，是我学习化工原理以来第一次独立的工业设计。化工原理课程设计是培养我们化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形，要求我们完全依靠自己的能力去学习和设计。因此，课程设计给我们提供了更大

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