环己烷绿色催化氧化法生产环己酮 年产10万吨 环己酮精馏塔设计计算说明书.doc

PAGE 环己烷绿色催化氧化法生产环己酮 PAGE 22 - 环己酮精馏塔 设计计算说明书 项 目 名 称 环己烷绿色催化 氧化法生产环己酮 一 设计方案确定 ………………………………………………………………………………………… 3 二 已知物料条件 ………………………………………………………………………………………… 3 三 实际塔板数计算 …………………………………………………………………………………… 4 四 塔径计算 ……………………………………………………………………………………………… 7 五 塔体主要工艺结构计算 ………………………………………………………………………… 9 六 塔板流体力学验算 ………………………………………………………………………………… 12 七 塔板负荷性能图 …………………………………………………………………………………… 13 八 主要接管尺寸计算 ………………………………………………………………………………… 15 九 除沫器设备设计……………………………………………………………………………………… 16 十 塔总体结构强度核算 ……………………………………………………………………………… 16 十一 设计结果概要 …………………………………………………………………………………… 21 参考文献 …………………………………………………………………………………………………… 22 一、设计方案确定 （一）塔型：选择轻型浮阀塔 浮阀塔兼有泡罩塔和筛板塔的优点：处理能力大，操作弹性大，塔板效率高，压强降小，液面梯度小，使用周期长，结构简单，便于安装，其制造费用为泡罩塔的60%～80%，但为筛板塔的120%～130％。 F1型浮阀塔结构简单，制造方便，节省材料，性能良好。轻阀虽然操作稳定性较重阀差，但是其压降小，而精馏环己酮要求压力降很低。 综上所述，选择F1型轻阀浮阀塔。 （二）进料状态：泡点进料 因为泡点进料会使塔的操作比较容易控制，不受季节气温影响。 环己酮混合原料经预热器加热到泡点后，送进精馏塔，塔顶上升的蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分回流，其余出料得到塔顶产物。 （三）加热方式：间接蒸汽加热 （四）操作压力：真空精馏 在常压下，环己酮的沸点是155.7℃，环己醇的沸点是161.1 二、已知物料条件 由物料衡算（详见《物料衡算》说明书），得到环己酮塔的物料条件如下： 组分 轻质油 环己烷 环己酮 环己醇 X油 总量 摩尔质量 kg/kmol 84.8 86.16 98.15 100.16 176.92 进 料 平均摩尔质量 kg/kmol 98.99 摩尔分数 0.00023 0.0019 0.6369 0.3590 0.0019 1 摩尔流量 kmol/h 0.052 0.443 144.460 81.428 0.433 226.816 塔顶 产 品 平均摩尔质量 kg/kmol 98.11 摩尔分数 0.0004 0.0031 0.9945 0.002 - 1 摩尔流量 kg/kmol 0.052 0.443 140.78 0.277 - 141.571 塔 釜产 品 平均摩尔质量 kg/kmol 100.46 摩尔分数 - - 0.043 0.952 0.005 1 摩尔流量 kmol/h - - 3.661 81.151 0.433 85.245 因为在环己酮的分离当中，主要的物料是环己酮和环己醇，而轻质油,环己烷和X油的含量极少，采用清晰分割，以环己酮和环己醇为关键组分，其中环己酮是轻关键组分，环己醇重关键组分,比环己酮要轻的轻质油和环己烷全部从塔顶出来,而X油全部从塔釜出来。 关键组分中,以环己酮组分作为计算的依据。 摩尔分数： 摩尔流量： 总的摩尔流量: 分开两个塔后的摩尔流量： 分子量： 塔顶的压强: 根据气液平衡数据,要取得良好的分离效果,必须在高真空的条件下分离,由气液平衡效果,故取 温度（查t-x-y图） 塔顶：， 塔釜：， 进料： 三、实际塔板数的计算 理论塔板数的求取（图解