环己酮精馏塔
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℃,相差不大,需在真空下操作。
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 | 四氢呋喃除水轻质油 | 微波合成 环己烷 | 环己酮 | 环己醇 | X油 | 总量 |
摩尔质量 kg/kmol | 84.8 | 触摸白板86.16 | 98.15 | 100.16 | 176.92 | |
进 料 | 平均摩尔质量 kg/kmol | 98.99 高纯球形硅微粉 |
摩尔分数 | 0.00023 | 0.0019 | 0.6369 | 0.3590 | 客房预定 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 |
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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。
(一) 摩尔分数:
(二) 摩尔流量:
总的摩尔流量:
分开两个塔后的摩尔流量:
(三) 分子量:
(四) 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