年产1400吨糠醛馏塔设计.docVIP

年产1400吨糠醛精馏塔设计 王刚，高艳* （机电工程学院，过程装备与控制工程专业0704班） 摘 要：塔设备是化工生产中非常重要的操作单元，精馏塔根据混合物中各组分的挥发度不同对混合物进行分离。本文根据精馏塔常规的设计方法，并结合GB150对任务为年产量为1400吨糠醛的精馏塔进行设计，目的在于为从事生产设计糠醛精馏及控制系统提供一定的理论基础的同时，为生产提供有用的数据。 关键词：糠醛；精馏；精馏塔 1、设计任务 （1）、设计压力:常压 （2）、原料液浓度(饱和液体进料)：5.5%（质量分率） （3）、塔顶流出液浓度：35%（质量分率） （4）、塔底流出液浓度：0.2%（质量分率） 2、装置设计 表2-1糠醛-水气—液相摩尔浓度平衡关系表 液相X 气相Y 沸点 液相X 气相Y 沸点 0.0003756 0.0028472 99.90 0.01604 0.07178 98.19 00.0139165 99.60 0.01676 0.07307 98.13 00.0265524 99.25 0.01823 0.07603 98.07 0.0057655 0.037236 98.99 0.02041 0.08006 97.95 0.0077519 0.046060 98.53 0.02725 0.08773 97.91 0.0097720 0.054750 98.43 0.03448 0.09097 97.90 0.01183 0.0612051 98.31 0.04056 0.09170 97.90 0.0139165 0.06702 98.21 0.09170 0.09170 97.90 2.1数据转换 已知原料液中糠醛浓度质量百分比为5.5%，塔顶馏出液质量浓度为35%。塔底残液质量百分比为0.2%，进行换算成摩尔浓度。 原料液摩尔浓度： *指导教师：高艳（1979-）女，满族，吉林人，讲师，硕士，现在吉林化工学院机电工程学院工作。联系方式塔顶馏出液摩尔浓度： 塔底残液摩尔浓度： 2.2确定回流比 水的H2O相对分子量：18.8424kg/kmol ， 糠醛C5H4O2相对分子量：96kg/kmol ∵ 饱和液体进料，即 ， 即q为一条直线 取摩尔分率，则： 利用气—液平衡数据做平衡线，以作垂直的q线，与平衡线交于e点，依作土知 ∴ x y 0.977 5.47 1.16 1.18 6.12 故 得： 最小回流比： 根据经验，一般取： 取R=1，则： 2.3塔釡物料衡算： 塔釜相当于一级精馏塔，其上的汽-液一定达到相平衡，当液相（残液）的质量分率为0.2%时，又糠醛和水的汽液相的质量分率1.5%摩尔分率0.28%从而以摩尔流量和摩尔分率作物料衡算，设进塔釜的摩尔分率为y: 提溜段：L’=L+qF=30.7620+1251.0728=281.8348 kmol/h V’ = L’-W= 281.8348-220.3255=61.5093 kmol/h 由物料平衡有： 解得：y=0.092% 设对应的质量分率为x,则： 得，x=0.4887% 全塔物料数据如下： 表2-2 全塔物料数据 物料 质量流量kg/h 质量分率% 摩尔流量kmol/h 摩尔分率% 出泵 4210.1148 5.5 223.4384 1.08 进预热器 4746.4812 5.87 251.0728 1.16 进分离罐 773.7454 35 30.7620 9.17 产品 237.379 94.2 3.0941 75.28 残液 3972.734 0.2 220.3255 0.04 分离罐回流 536.3664 8.8 27.6433 1.78 全凝器回流 773.7454 35 30.7620 9.17 出全凝器 1547.4908 35 61.5241 9.17 进塔釜 5081.8196 0.49 281.8348 0.092 塔釜回流 1109.0865 1.5 61.5093 0.28 2.4图解法确定理论板数 图1 由图中的阶梯级数目已知，全塔的理论板数取一位小数，约为8.4层，减去塔釜一层，约为7.4层，其中精馏段约需2.4层，第3块板进料，提馏段需5层。 3、塔的尺寸设计 3.1估计精馏段塔径： Flv=（）（）=（）=（）=0.0185 C——汽相负荷因子 ，C——表面张力为20mN/m的C值，查得C=0.066 液汽速度： u= C（） =0.066（）