化工原理精馏塔设计及流程原理图 第2页

化工原理精馏塔设计及原理图
第二章 方案流程简介
精馏装置流程
    精馏就是通过多级蒸馏，使混合气液两相经多次混合接触和分离，并进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到高程度的分离，进而得到高纯度的产品。
    流程如下：
    原料（丙稀和丙烷的混合液体）经进料管由精馏塔中的某一位置（进料板处）流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分汽化返回塔内。气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。将塔顶蒸气凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。另一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔底的上升蒸气多次逆向接触和分离。当流至塔底时，被再沸器加热部分汽化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。
工艺流程
物料的储存和运输
    精馏过程必须在适当的位置设置一定数量不同容积的原料储罐、泵和各种换热器，以暂时储存，运输和预热（或冷却）所用原料，从而保证装置能连续稳定的运行。
必要的检测手段
    为了方便解决操作中的问题，需在流程中的适当位置设置必要的仪表，以及时获取压力、温度等各项参数。
    另外，常在特定地方设置人孔和手孔，以便定期的检测文修。
3） 调节装置
由于实际生产中各状态参数都不是定值，应在适当的位置放置一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，可设双调节，即自动和手动两种调节方式并存，且随时进行切换。
设备选用
    精馏塔选用筛板塔，配以立式热虹吸式再沸器。
处理能力及产品质量
处理量： 60kmol/h
产品质量：（以丙稀摩尔百分数计）
进料：xf＝65％
塔顶产品：xD＝98％
塔底产品: xw≤2％

 

 

 

 

第三章 精馏塔工艺设计
    第一节 设计条件
工艺条件：
饱和液体进料，进料丙稀含量xf＝65％（摩尔百分数）
塔顶丙稀含量 xD＝98％，釜液丙稀含量 xw≤2％，总板效率为0.6。
    2．操作条件：
1）塔顶操作压力：P=1.62MPa（表压）
2）加热剂及加热方法：加热剂——水蒸气
                     加热方法——间壁换热
3）冷却剂：循环冷却水
4）回流比系数：R/Rmin=1.6/1.4
    3．塔板形式：筛板
     4．处理量：qnfh=70/60kmol/h
    5．安装地点：大连
    6．塔板设计位置：塔顶

    第二节 物料衡算及热量衡算
一  物料衡算
1．换算
将摩尔百分数换算成质量百分数：
W=X•MA/[X•MA+(1-X)•MB]
xf＝65％     wf＝63.93％
xD＝98％       wD＝97.91％
xw≤2％        wW≤1.91 ％
将摩尔流量换算成质量流量：
进料状态混合物平均摩尔质量：
（MA为丙稀摩尔质量 MB为丙烷摩尔质量）
M=xf•MA+(1-xf)•MB=0.65×42＋0.35×44=42.7kg/kmol
进料状态下的质量流量：
qmfs=M•qnfh/3600=42.7*60/3600=0.7117 kg/s

???2．求质量流量
        qmDs + qmws = qmfs
qmDs•wD + qmws•wW = qmfs•wf
解得：
        qmDs = 0.463kg/s ;         qmws= 0.254kg/s       
塔内气、液相流量：
1）精馏段：L =R•D;  V =(R+1)•D;
2）提馏段：L’=L+q•F;   V’=V-(1-q)•F;   L’=V’+W;
    二  热量衡算
1）再沸器热流量：QR=V’•r’
   再沸器加热蒸气的质量流量：GR= QR/rR
冷凝器热流量：QC=V•r
冷凝器冷却剂的质量流量：GC= QC/(cl•(t2-t1))

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