精餾塔計(jì)算方法

1、目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目 11.2已知條件1.3設(shè)計(jì)要求2精餾設(shè)計(jì)方案選疋 12.1擇精餾方式選2.2操作壓力的選擇2.4加料方式和加熱狀態(tài)的選 擇2.3塔板形式的選 擇2.5再沸器、冷凝器等附屬設(shè)備的安 排2.6精餾流程示意 圖 3精餾塔工藝計(jì)算 23.1物料衡算 3.2精餾工藝條件計(jì)算 3.3熱量衡算 4塔板工藝尺寸設(shè)計(jì) 44.1設(shè)計(jì)板參數(shù)4.2塔徑4.3溢流裝4.4塔板布置及浮閥數(shù)目與排 列 5流體力學(xué)驗(yàn)算 65.1氣相通過塔板的壓降 5.2淹塔5.3霧沫夾帶 6塔板負(fù)荷性能圖 76.1霧沫夾帶線 6.2液泛線6.3液相負(fù)荷上限 線 6.4漏液線6.5液相負(fù)荷下限 線6.6負(fù)荷性能

2、 圖 7塔的工藝尺寸設(shè)計(jì) 88釜溫校核 99熱量衡算 910接管尺寸設(shè)計(jì)符號(hào)說 10明參考文10獻(xiàn)結(jié)束13語131.設(shè)計(jì)任務(wù)1 1設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)8000噸乙醇板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)1. 2已知條件：1原料組成：含35%（w/w）乙醇的30度液體，其余為水。2 產(chǎn)品要求：含量93.4% （w/w）乙醇。3殘液W 0.1% （w/w）乙醇。4冷卻 水t入=32度，t出=45度1. 3設(shè)計(jì)要求（1）物料流程圖，塔版圖，塔體工藝圖（2）各接口尺寸（3） 加熱劑及冷卻劑用量。2. 設(shè)計(jì)方案選定2. 1精餾方式：本設(shè)計(jì)采用連續(xù)精餾方式。原料液連續(xù)加入精餾塔中，并連續(xù) 收集產(chǎn)物和排出殘液。其優(yōu)點(diǎn)是集成度高，可控

3、性好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。由于所涉 濃度范圍內(nèi)乙醇和水的揮發(fā)度相差較大，因而無須采用特殊精餾。2. 2操作壓力：本設(shè)計(jì)選擇常壓，常壓操作對(duì)設(shè)備要求低，操作費(fèi)用低，適用 于乙醇和水這類非熱敏沸點(diǎn)在常溫（工業(yè)低溫段）物系分離。2. 3塔板形式：根據(jù)生產(chǎn)要求，選擇結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，造價(jià)低廉的篩板塔， 篩板塔處理能力大，塔板效率高，壓降教低，在乙醇和水這種黏度不大的分離工 藝中有很好表現(xiàn)。2. 4加料方式和加料熱狀態(tài)：加料方式選擇加料泵打入。由于原料溫度穩(wěn)定， 為減少操作成本采用30度原料冷液進(jìn)料。2.5由于蒸汽質(zhì)量不易保證，采用間接，蒸汽加熱。2. 6再沸器，冷凝器等附屬設(shè)備的安排：塔底設(shè)置再沸器，塔頂

4、蒸汽完全冷凝 后再冷卻至65度回流入塔。冷凝冷卻器安裝在較低的框架上，通過回流比控制 期分流后，用回流泵打回塔內(nèi)，餾出產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)罐。塔釜產(chǎn)品接近純水，一部分 用來補(bǔ)充加熱蒸汽，其余儲(chǔ)槽備稀釋其他工段污水排放。2. 7精餾流程簡圖3. 精餾塔工藝計(jì)算3. 1物料衡算：年產(chǎn)量8000噸(每年連續(xù)生產(chǎn)300天)，塔頂產(chǎn)品組成93.4%(w/w)乙醇。原料35% (w/w)乙醇水溶液，30度。釜?dú)堃汉掖?.1% (w/w) 的水溶液。分子量 M水=18; M乙醇=46物料衡算匯總|摩爾流量 摩爾組質(zhì)量流量質(zhì)量組成%平均分子kmol/h成%kg/h量 g/mol原料F133304222.87乙醇23.

5、1417.4106535水109.8682.6197765釜液W107.37193418.01乙醇0.42040.039151.9340.1水107.3399.96193299.9餾出液D26.6311114.172乙醇22.5684.7103893.4水4.07415.373.336.6將質(zhì)量組成轉(zhuǎn)換為摩爾組成,。計(jì)算平均分子量：，。由方程組，因?yàn)榻獾玫梦锪虾馑銋R總表3. 2精餾工藝條件計(jì)算。(1) 確定回流比R圖解法確定 Rnin由圖知 X ( R+1) =0.93得Rnin=1.89圖解Nnin在圖上由點(diǎn)（Xd, X）在平衡線和對(duì)角線間向點(diǎn)（Xw, X）作梯級(jí)，由梯級(jí)個(gè)數(shù)確定最小理論板層

6、數(shù)。NU=10 （不包括再沸器）N-R圖，已知Rnin和NU，由吉利蘭圖可確定一系列 N-R相關(guān)數(shù)據(jù)，繪出N-R關(guān)聯(lián) 圖。適宜回流比，取圖上曲線由急劇下降向平緩過渡階段所對(duì)應(yīng)的R值作為操作回流比，得R=3.6回流液熱狀況 由塔頂產(chǎn)品組成Xd=0.8047查得塔頂溫度1為Ts=78.23度塔頂 采用冷液回流，回流液溫度為 Ts=65度 則T定=（Ts+Ts） /2=71.62度 由參考 資料3附錄查得78.23度下r水=2400kJ/kg , r 乙醇 =826kJ/kg。 71.62度條件下，G水=4.17kJ/ （ kg&S226;K）G乙醇=3.08kJ/ （kg&S226;K）回流熱狀態(tài)

7、參數(shù)參考下式計(jì)算，由塔內(nèi)回流比R=3.6=R&S226;ql，塔外回流比 R=3.6/1.045=3.445（2）確定理論板層數(shù)。結(jié)果見圖，得理論板層數(shù)17（不包括再沸器），精餾段13,提餾段4 （不包括再沸器）（3）確定實(shí)際板層數(shù)。假設(shè)塔釜溫度=107度，則塔頂與塔底平均溫度度 在96.62度下查得x=3.3%,y=26.2%把x,y代入公式,再92.62度下查得。由精餾塔效率關(guān)聯(lián)曲線查得全塔效率=0.343其中精餾段有38,提餾段12。得精餾塔工藝參數(shù)匯總表精餾塔工藝參數(shù)匯總NpN1N2ETNTRRmin5038120.343173.61.894. 塔板工藝尺寸設(shè)計(jì)選擇精餾段第一塊塔板為設(shè)

8、計(jì)板。4. 1設(shè)計(jì)板參數(shù)在78.23度下由參考資料3查得表面張力計(jì)算，由參考資料4由y=0.8470查平衡數(shù)據(jù)x=0.8371，換算為質(zhì)量濃度0.9292。0.9292的乙醇在25度時(shí)表面張力為.解得4. 2塔徑取塔板間距HT=0.5m取板上液層高度hL=0.06m HT-hL=0.5-0.06=0.44m。查篩板塔泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖 因。需校正,。取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為 u=0.7 u ma=1.264m/s.，圓整為1000mm塔截面積，空塔氣速4. 3溢流裝置選用單液流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰(1) 堰長 lw,取 I w=0.55D=0.55m(2) 出口堰高h(yuǎn)w,采用平直堰，堰上液層

9、高度，由和I w/D=0.55在液流收縮系數(shù)圖上查得E=1.05.,圓整為 0.047m,=0.0605m.(3) 弓形降液管寬度 W和面積A 0 Iw/D=0.55查參考資料2圖得=0.085m,=0.0314m(4)驗(yàn)算液體在降液管中滯留時(shí)間停留時(shí)間 5s故降液管尺寸可用(5)降液管底隙高度ho,取降液管處液體流速u=0.07m/s.圓整為h0=0.038m,為便于加工，選用平型受液盤。4. 4塔板布置(1) 破沫區(qū)寬度 Ws因D 1.5不會(huì)發(fā)生漏液。篩板穩(wěn)定系數(shù)5. 5液面落差，因板上沒有氣液接觸元件，流動(dòng)阻力較小，故忽略液面落差影 響。6. 負(fù)荷性能圖6. 1霧沫夾帶線取。板上鼓泡層高

10、度則整理得，繪入圖中得霧沫夾帶線。6. 2液泛線(1) 關(guān)系,(2) 關(guān)系，(3) 關(guān)系，(4) 關(guān)系，繪入圖中得液泛線取極限值5s，得整理得6. 3液相負(fù)荷上限線6. 4漏液線，因所以，即6. 5液相負(fù)荷下限線,取hw極限值0.006m，貝U整理得 Ls=0.000436m/s6. 6操作線,根據(jù)操作時(shí)氣液負(fù)荷Vs和Ls確定操作點(diǎn)P,該點(diǎn)與原點(diǎn)相連即得操作線，P點(diǎn)坐標(biāo)為 Vs=0.9811m/s，Ls=1.475x10 -3m/s6. 7操作彈性(1) P在操作區(qū)內(nèi)適中位置(2) 上限由霧沫夾帶線控制，下限由漏液線控制(3) 查出上限下限彈性7. 塔的工藝尺寸設(shè)計(jì)塔頂空間取為im頂部設(shè)置除沫

11、器，全塔共50塊塔板(不包括再沸器)，其中精溜段38,提餾段12 (不包括再沸器)進(jìn)料口放在從頂數(shù)第 39塊塔板，全塔共 設(shè)置人孔5個(gè)，分別在1，19, 40層板上方，塔釜內(nèi)和裙座上。板間距設(shè)計(jì)為0,5m，進(jìn)料口和人孔處塔版間距調(diào)整為 0.6m板間距為0.6m的塔段分別在第19,39, 40板上方塔有效段高度 30.6+ (50-1-3 )0.5=24.8m塔釜空間高度3m裙座高度2m全塔總高31m其中進(jìn)料口第39板，高度10.8m回流液加到第1塊板上，高度30m8. 釜溫校核氣體通過單板壓降622.3Pa塔釜壓力為由于其中基本是水，查得塔釜壓力下水的沸點(diǎn)t w=107.5度誤差，所以塔釜溫度

12、107度合理9. 熱量衡算(1) 原料液溫度30度到基準(zhǔn)溫度的比熱平均比熱,原料液帶入熱量為(2) 塔頂冷凝冷卻量塔頂蒸汽冷凝后再冷卻至65度回流，塔頂溫度78.23度，與回流液平均溫度71.62度，塔頂溫度下氣化潛熱，平均比熱平均溫度71.62度下的比熱，塔外蒸汽量，采用32度的水作為冷卻劑，冷卻水出口溫度升至45度，平均溫度，冷卻水循環(huán)量，塔頂產(chǎn)品溫度為65度，到基準(zhǔn)溫度的比平均比熱，塔頂產(chǎn)品帶出熱量為(3) 再沸器再沸器加入熱量按全塔熱量衡算計(jì)算，加入熱量有再沸器加熱量Q,料液帶入熱量。移出熱量有冷凝冷卻熱量Q,產(chǎn)品帶出熱量，塔釜塔體熱損失Q,釜?dú)堃簻囟?07度到基準(zhǔn)溫度比熱，平均比熱釜

13、液帶出熱量，依熱量平衡關(guān)系，解得 Q6156 X 106(4) 熱量衡算結(jié)果 加入熱量和移出熱量平衡熱量衡算匯總單位：kJ/h加熱量移出熱量6.47186.4718原料再沸器冷凝冷卻器產(chǎn)品熱量熱損耗釜液熱量0.31586.1564.0820.2350.61560.86410. 管路計(jì)算各管在進(jìn)出口時(shí)管內(nèi)流體流量必須滿足要求：原料液釜液回流餾出其中流速u液體選2m/s,氣體6m/s所以mmm英文字母A 塔板鼓泡區(qū)面積，m2A 降液管截面積，m2Ao篩孔面積，m2At 塔截面積，m2c 負(fù)荷系數(shù)，無因次；C2o20dyn/cm時(shí)的負(fù)荷系數(shù)，無因次C 泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，無因次；Cp比熱，kJ/kg &S

14、226;K;do 篩孔直徑，md 塔徑，mD塔頂產(chǎn)品流量，kmol/h或kg/h ;ev 霧沫夾帶量，kg（液）/kg（氣）；E 液流收縮系數(shù)，無因次；Et 總板效率或全塔效率，無因次；F原料流量，kmol/h或kg/h ；g重力加速度，m/s2；hd干板壓降，mhd液體通過降液管的壓降，mht氣相通過塔板的壓降，mhf 板上鼓泡層高度，mhl 板上液層的有效阻力，mhL板上液層咼度，mh 降液管底隙高度，mh0w堰上液層高度，mhp 與單板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，mhW 溢流堰高度，mh.與克服表面張力的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，mh降液管內(nèi)清液層高度，mHr 塔板間距，mI 物質(zhì)的焓，kJ/kg

15、；K 穩(wěn)定系數(shù)，無因次；I w 堰長，mLs 塔內(nèi)液體流量，m3/s；M分子量；n篩孔總數(shù)；Nr 理論板數(shù)；N實(shí)際板數(shù)；P 操作壓強(qiáng)，Pa； P單板壓強(qiáng)，Pa； Pp 通過一層塔板的壓強(qiáng)降，Pa/層；q進(jìn)料熱狀況參數(shù)，無因次；Q熱負(fù)荷，kJ/h ；Q 再沸器熱負(fù)荷，kJ/h ；Q全凝器熱負(fù)荷，kJ/h ；Q熱負(fù)荷損失，kJ/h ；r汽化潛熱，kJ/kg ；R 氣體常數(shù)，8314J/kmol &S226; K；R 回流比，無因次；t 溫度，C或K；t 孔心距，mr 溫度，c或K；Ts 塔頂溫度，C或K；Ts 回流液溫度，C或 K；u 空塔氣速，m/s；m/s；ua 按板上層液上方有效流通面積計(jì)的

16、氣速,Umax 極限空塔氣速，m/s；uo篩孔氣速，m/s ；UOM漏液點(diǎn)氣速，m/s；u o降液管底隙處液體流速，m/sV精餾段上升蒸氣量，kmol/h ；Vh塔內(nèi)氣相流量，m3/h；Vs塔內(nèi)氣相流量，m3/s；V提餾段上升蒸氣量，kmol/h ；W釜?dú)堃毫髁?，kmol/h或kg/h ；冷卻水量，kg/hW加熱蒸氣量，kg/h ；W邊緣區(qū)寬度，mW-弓形降液管的寬度，mW破沫區(qū)寬度，mx液相組成，摩爾分率；y氣相組成，摩爾分率；Z 塔的有效高度，m希臘字母a-相對(duì)揮發(fā)度，無因次； 0板上液層充氣系數(shù)，無因次；T-液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間，無因次;L粘度，mP&S226;s；p密度，kg/m3；

17、液體的表面張力，N/m；-校正系數(shù)，無因次。參考文獻(xiàn)1化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)，華南化工學(xué)院化工原理教研組,華南化工學(xué)院出版社，19862化工原理陳敏恒，從德茲，方圖南齊鳴齋編，化學(xué)工業(yè)出版社,北京20003化工原理下冊。陳敏恒，從德茲，方圖南齊鳴齋編，化學(xué)工業(yè)出版社,北京20004華工原理實(shí)驗(yàn)，尤小祥，于奕峰，袁中凱編，天津科學(xué)技術(shù)出版辦公室衛(wèi)生管理制度一、主要內(nèi)容與適用范圍1 本制度規(guī)定了辦公室衛(wèi)生管理的工作內(nèi)容和要求及檢查與考核。2 此管理制度適用于本公司所有辦公室衛(wèi)生的管理二、定義 1 公共區(qū)域：包括辦公室走道、會(huì)議室、衛(wèi)生間，每天由行政文員進(jìn)行清掃；2個(gè)人區(qū)域：包括個(gè)人辦公桌及辦公區(qū)域由各

18、部門工作人員每天自行清掃。1. 公共區(qū)域環(huán)境衛(wèi)生應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：1) 保持公共區(qū)域及個(gè)人區(qū)域地面干凈清潔、無污物、污水、浮土，無死角。2) 保持門窗干凈、無塵土、玻璃清潔、透明 3) 保持墻壁清潔，表面無灰塵、污跡。4 )保持掛件、畫框及其他裝飾品表面干凈整潔。5) 保持衛(wèi)生間、洗手池內(nèi)無污垢，經(jīng)常保持清潔，毛巾放在固定(或隱蔽)的地方。6) 保持衛(wèi)生工具用后及時(shí)清潔整理，保持清潔、擺放整齊。7)垃圾簍擺放緊靠衛(wèi)生間并及時(shí)清理，無溢滿現(xiàn)象。2. 辦公用品的衛(wèi)生管理應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：1) 辦公桌面：辦公桌面只能擺放必需物品，其它物品應(yīng)放在個(gè)人抽屜，暫不需要的物品就擺回柜子里，不用的物品要及時(shí)清理掉。2) 辦公文件、票據(jù)：辦公文件、票據(jù)等應(yīng)分類放進(jìn)文件夾、文件盒中，并整齊的擺放至辦公桌左上角上。3)辦公小用品如筆、尺、橡皮檫、訂書機(jī)、啟丁器等，應(yīng)放在辦公桌一側(cè)，要從哪取使用完后放到原位。4)電腦：電腦鍵盤要保持干凈，下班或是離開公司前電腦要關(guān)機(jī)。5)報(bào)刊：報(bào)刊應(yīng)擺放到報(bào)刊架上，要定時(shí)清理過期報(bào)刊。6)飲食水機(jī)、燈具、打印機(jī)、傳真機(jī)、文具柜等擺放要整齊，保持表面無污垢，無灰塵，蜘蛛網(wǎng)等，辦公室內(nèi)電器線走向要美觀，規(guī)范，并用護(hù)釘固定不可亂搭接臨時(shí)線。7)新進(jìn)設(shè)備的包裝和報(bào)