連續精餾塔畢業設計word格式-文庫吧

【正文】 4 5 ???Fx 0 1 7 ???Wx 則由 年txD D 30000??? ， %96??Dx ， ?Dx 可知： 餾出液： hK mo lxM xDDDD 1030000 3 ???? ?????甲醇 總物料： WDF ?? 易揮發組分： WDF WxDxFx ?? 代入數據解得： hkmo lW hkmo lF / /?? 塔頂產品的平均相對分子質量： k m o lkgM /)( ?????? 931 . 0 02 . 18 4 04 . 32 96 04 . 32 96 ? ? ? D x 4 塔頂產品的質量流量： hkgDD / 9 4 524 103 0 0 0 024 3 ?????? 塔釜產品的平均相對分子質量： k m olkgM W /)( ?????? 塔釜產品的質量流量： hkgWMW W / 4 8 ????? 進料的平均相對分子質量： k m o lkgM F /)( ?????? 進料的質量流量： hkgFMF F / 2 8 ????? 3. 物料恒算結果 表 1 物料恒算結果表 塔頂出料 塔底出料 進料 質量流量 /(kg/h) 質量分數 /% 3 60 摩爾流量 /(kmol/h) 摩爾分數 /% 5 4. 塔頂氣相、液相，進料和塔底的溫度分別為 VDt 、 LDt 、 Ft 、 Wt 表 2 氣液平衡關系表 溫度t/℃ 液相中甲醇的摩爾分數 氣相中甲醇的摩爾分數 溫度t/℃ 液相中甲醇的摩爾分數 氣相中甲醇的摩爾分數 100 0 0 66 65 1 1 78 查表 2，由內插法算得： Ctt LDLD ???????? ： CttVDVD ???? ???? Ctt WW ???????? ： Ctt FF ???????? ： Cttt FVD ?????? ： Cttt FLD ?????? ： 5. 平均相對揮發度 ? 取 yx? 曲線上兩端點溫度下 ? 的平均值。 查表 2可得： 時，Ct ?? ? ?? ? ? ?? ? 11 ??? ???? ???AAAAABBA xy xyxy xy? 時，Ct ?? 時， ? ?? ? ? ?? ? 12 ??? ???? ???AAAAABBA xy xyxy xy? 6 所以， 21 ????? ??? 6. 回流比的確定 泡點進料時， Fq xx ? ，則有： ? ? ? ? 11 111m i n ??????? ? ?????????? ?????FDFD x xxxR ?? 又操作回流比 ? ? ~ RR ? ， 所以取 6 9 4 m in ???? RR 熱量衡算 1. 加熱介質的選擇 常用的加熱介質有飽和水蒸氣和煙道氣。本設計選用 300kPa 的飽和水蒸氣作加熱介質。水蒸氣易獲得、清潔、不易腐蝕加熱管，不但成本會相應降低，塔結構也不復雜。 2. 冷卻劑的選擇 常用的冷卻劑是水和空氣，應因地制宜地選擇。新鄉市夏季日平均氣溫為 25℃，故選用25℃的冷卻水 ，選升溫 10℃，即冷卻水的出口溫度為 35℃。 3. 熱量衡算 （ 1）冷凝器的熱負荷 ? ? ? ?LDVDC HHDRQ ???? 1 式中 hkJ全凝器的熱負荷，?CQ kgkJH V 塔頂上升蒸汽的焓，?? D kgkJH 餾出液的焓，?? LD 又 ? ? 水甲 VDVDLDVD HxHxHH ???????? 1 式中 hkJH V 甲醇的蒸發潛熱，甲 ?? hkJH V 水的蒸發潛熱，水 ?? 蒸發潛熱的計算： 由 1212 11 ???????? ?????rrVV TTHH 7 式中 對比溫度?rT 表 3 沸點下蒸發潛熱列表 沸點 /℃ 蒸發潛熱△ Hv/(kJ/kg) Tc/K 甲醇 1105 水 2257 由表 3以及上式可得： 時，C? 甲醇： C22 ???? TTT r C11 ???? TTT r 甲醇的蒸發潛熱： 時，C? 水： C22 ???? TTT r 5 7 4 8 0 7 3C11 ???? TTT r 甲醇的蒸發潛熱： 則 ? ? 水甲 VDVDLDVD HxHxHH ???????? 1 ? ? 3 5 0 9 ????? kgkJ /? 則 ? ? ? ?LDVDC HHDRQ ???? 1 ? ? 6 1 6 9 4 516 9 ???? hkJ / 6?? （ 2） 冷卻水消耗量 ? ?12 ttCQWPCCC ?? 式中 hkgW C /冷卻水消耗量，? H V kg kJ 547 . 2356 576 . 0 1 525 . 0 1 2257 38 . 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水 H V kg kJ 833 . 1098 658 . 0 1 663 . 0 1 1105 38 . 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 甲 8 kgkJC pc /的比熱容，冷卻介質在平均溫度下? 所以 Cttt ?????? 302 35252 21 此溫度下冷卻水的比熱容 ? ?hkgkJC pc ?? 所以 ? ?12 ttCQWPCCC ?? ? ? 6?? ?? ?? （ 3）加熱器熱負荷及全塔熱量衡算 列表計算甲醇、水在 不同溫度下混合物的比熱容 PC ? ?? ?C??kgkJ單位： 塔頂 塔釜 進料 精餾段 提餾段 甲醇（ 1） 水（ 2） 精餾段： 甲醇： ? ? ? ? kgkJttC FLDp / ?????? 水： ? ? ? ? kgkJttC FLDp / ?????? 提餾段： 甲醇： ? ? ? ? kgkJttC Fp /7 5 . 6 3 6 . 9 43 . 3 0 0W1 ????? 水： ? ? ? ? kgkJttC Fp /9 6 . 3 1 6 . 9 44 . 2 0 2W2 ????? 塔頂餾出液的比熱容： 塔釜流出液的比熱容： ? ? ? ? ? ? 222 ????????????? kgkJCxxCC pWWpp 為簡化計算，現以進料焓，即 C? 時的焓值為基準。 根據表 1可知 hkgD ?? ， hkgW ?? ? ? ? ? ? ? C 066 . 3 183 . 4 96 . 0 1 96 . 0 019 . 3 1 1 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? kg kJ C x x C C p D D p p 9 則 對全塔進行熱量衡算： 0,0 ????? FCWSF 故 設塔的熱損失為 %5 ，則 %95?? 所以 又已知 則加熱蒸汽的消耗量： （ 4）熱量衡算結果 表 4 熱量衡算結果 符號 Qc(kJ/h) Wc(kg/h) QF(kJ/h) QD(kJ/h) Qw(kJ/h) Qˊ s(kJ/h) Wh(kg/h) 數值 106 105 0 105 105 106 103 理論塔板數的計算 本設計采用圖解法求理論塔板數。 因為所選為泡點進料，所以 1?q 。 精餾段的操作線方程為： ?????? xR xxR Ry D 提餾段的操作線方程為： ?? xy 根據表 2的平衡數據以及以上操作線方程可作圖如下： ? ? h kJ t C D Q P D 5 1 10 045 . 1 02 . 74 38 . 65 066 . 3 71 . 3945 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? h kJ t C W Q P W 5 2 10 391 . 2 02 . 74 94 . 96 194 . 4 742 . 2487 ? ? ? ? ? ? ? ? ? h kJ Q S 6 6 5 5 10 405 . 6 10 27 . 6 10 391 . 2 10 045 . 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? h kJ Q Q S S 6 6 10 742 . 6 95 . 0 10 045 . 6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?C kPa kg kJ H V ? 3 . 133 , 300 1 . 2168 ? ? 水蒸氣 h kg H Q W V S h 3 6 10 110 . 3 1 . 2168 10 742 . 6 ? ? ? ? ? ? ? 水蒸氣 10 求理論版層數圖解法 xy 由圖可知，一共有 11 個階梯，則有 10 個理論板（不包括塔釜）。其中，精餾段理論塔板數為 6塊，提餾段 4塊。進料板位于第 7 塊板。 全塔效率計算 ? ? 2 4 ?? LTE ?? 式中 的相對揮發度塔頂與塔底平均溫度下?? sm PaL ?? ,的液相粘度塔頂與塔底平均溫度下? 而 查得 時，Ct ?? sm P asm P a ???? 3 5 ,2 8 水甲 ?? 用內插法得： 時，Ct ?? , ?? 水甲 xx OC t t t W LD ? 16 . 81 2 94 . 96 38 . 65 2 ? ? ? ? ? 11 則 sm P axxL ???????? ??? 又已知 ?? ，故 ? ? % ????? ?TE 實際塔板數 PN 可知實際的總塔板數 塊244 3 10 ???TTP ENN 精餾段的實際塔板數 6 ?????TTP ENN 提餾段的實際塔板數 塊101424 ?????PN 各段操作壓力 已知壓力降 ，則各段操作壓力如 下： 塔頂： 進料處： 塔釜： 精餾段： 提餾段： 精餾塔設計的主要依據和條件 kPa P 7 . 0 ? ? kPa P D 3 . 101 ? kPa P P F 4 . 110 7 . 0 13 3 . 101 13 3 . 101 ? ? ? ? ? ? ? kPa P P W 3 . 115 7 . 0 23 3 . 101 23 3 . 101 ? ? ? ? ? ? ? kPa P P P 85 . 105 2 4 . 110 3 . 101 2 F D ? ? ? ? ? 精 kPa P P P 85 . 112 2 4 . 110 3 . 115 2 F W ? ? ? ? ? 提 12 表 5 甲醇 — 水在不同溫度下的密度 溫度 t/℃ 甲醇 水 50 760 60 751 70 743 80 734 90 725 100 716 表 6 甲醇 — 水在特殊點的黏度 ? ?smPa? 物質 溫度 甲醇 水 塔頂 ℃ 塔底 ℃ 進料 ℃ 1. 塔頂條件下的流量以及物性參數 已知 （ 1）氣相平均相對分子質量 （ 2） 液相平均相對分子質量 （ 3）氣相密度 ? ? 3 kg m h kmol D x x D D 99 . 126 , 96 . 0 , 931 . 0 ? ? ? ? kmol kg M VD 073 . 31 ? kmol kg M M VD LD 073 . 31 ? ? 13 （ 4） 液相