甲醇水連續填料精餾塔
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- 甲醇水連續填料精餾塔、設計任務書
甲醇散堆填料精餾塔設計:
1、處理量:12000 噸/年
2、原料液狀態:常溫常壓
3、進料濃度: 17.4%(甲醇的質量分數)
塔頂出料濃度: 98%(甲醇的質量分數)
塔釜出料濃度: 0.04%(甲醇的質量分數)
4、年生產時間以7200小時計算
5、廠址位于廈門地區
6、填料類型:DN25金屬環矩鞍散堆填料
二、設計的方案介紹
1、操作壓力的確定
在精餾操作中,壓力的影響非常大。當壓力增大的時候,混合液的相對揮發度減小,這樣有可能會使得汽相和液相的組成越來越接近,分離越來越難;而當壓力減小的時候,混合液的相對揮發度增大,α值偏離1的程度越大,分離越容易。但是要保持精餾塔在低壓下操作,這對設備的要求相當高,會使總的設備費用大幅度增加。在實際設計中,要充分考慮這兩個方面的影響,我們一般采用的是常壓精餾。如果在常壓下無法完成操作,可以在一定條件下進行小幅度的減壓或者增壓來改變混合液的相對揮發度,實現精餾分離。對于甲醇—水二元混合物系統在常壓的情況下,相對揮發度的差異很大,容易分離。因此在考慮多方面因素之后,本設計采用的常壓精餾,即塔頂的操作壓力控制在101.325kpa下。
由于本設計精餾塔不是很高,故可近似忽略每層塔板的壓降。在實際計算當中,將全塔近似看做是在恒壓下操作。
2、進料的熱狀況
精餾操作中的進料方式一般有冷液加料、泡點進料、汽液混合物進料、飽和蒸汽進料和過熱蒸汽加料五種。本設計采用的是泡點進料。這樣不僅對塔的操作穩定較為方便,不受廈門四季變化的溫度影響,而且在恒摩爾流假設下,精餾段與提餾段上升蒸汽的摩爾流量相等,因此塔徑基本相等,在制造上比較方便。
3、精餾塔加熱與冷卻介質的確定
在實際加熱中,由于飽和水蒸氣冷凝的時候傳熱的膜系數很高,可以通過改變蒸汽壓力準確控制加熱溫度。因此,本設計是以140℃ 總壓是361.47kpa的飽和水蒸汽作為加熱介質。水蒸氣容易獲取,環保清潔不產生環境污染,并且不容易使管道腐蝕,成本降低。
冷卻介質一般有水和空氣。在選擇冷卻介質的過程中,要充分考慮當地的氣候狀況。廈門市地處亞熱帶,屬海洋性氣候。年平均氣溫為21℃,二月最冷, 平均氣溫12℃;八月份最熱,平均氣溫28℃。因此,考慮選用25℃的冷卻水,升溫15℃,冷卻器出口溫度40℃。
4、回流比的確定
塔頂回流是保證精餾塔連續穩態操作的必要條件之一,并且回流比是影響精餾分離設備投資費用和操作費用的重要因素,也影響混合液的分離效果。適宜的回流比是操作費用和設備費用之和為最低時候的回流比。通常適宜回流比的數值范圍為:
由于廠址選擇是在...
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