化工原理课程设计苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计 下载本文

1GF?F?MF?142.0?88.05??3.47kg/s

3600体积流速 VLFm?GF?LF3.47??4.35?10?3m3/s 798.64取管内流速为uF?1.2m/s 所以,进料管管径为DF?4VLFm??uF4?4.34?10?3?68mm

??1.2由上述数据,查标准化参数[15]可得,原料进口管管径选取为

?80?3.0(DN=80mm)的无缝钢管。

法兰选取公称压力为4.0MPa,公称直径为80mm的带颈平焊钢制管法兰。

(2)塔顶回流管管径计算

同上,取管内流速为uD?1.2m/s

回流液质量流量GD?D?MD?39.89?78.36?体积流速VDL?1?0.868kg/s 3600GD?DLm?0.868?1.08?10?3m3/s

805.194VDL??uF4?1.08?10?3?34mm

??1.2所以,回流管管径DD?由上,塔顶回流管选?40?3.0的无缝钢管。

法兰选取公称压力为4.0MPa,公称直径为40mm的带颈平焊钢制管法兰。

(3)塔顶蒸气出口管径计算

蒸气出口管的允许气速UV应不产生过大的压降,其值可下表

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表23 蒸气出口管中允许气速参照表 操作压力(绝压) 蒸汽速度,m/s 常压 12~20 1400~6000Pa 30~50 >6000Pa 50~70 因P0?105.3kPa,故取出口气速uD?60m/s 故 qV? D?VMVDm206.23?78.36??1.57

3600?VM3600?2.864?1.57?183mm

??604qV???uD由上,塔顶蒸气出口管选?185?4.5的无缝钢管。

法兰选取公称压力为4.0MPa,公称直径为180mm的带颈平焊钢制管法兰。

(4)塔釜出料管径计算

取uW?68m/s,则出料液质量流速

GW?W?MLWm体积流速VWL?1?102.11?88.11??2.50kg/s

36002.5??3.16?10?3m3/s 789.634VWL??uW4?3.16?10?3?7.7mm

??68GW?LW所以,塔釜出料管管径DW?由上,塔釜出料管选?15?3.0的无缝钢管。

法兰选取公称压力为4.0MPa,公称直径为15mm的带颈平焊钢制管法兰。

6.2.5.2塔顶空间

塔顶空间指塔内最上层塔板与塔顶的间距,取HD?0.60m。

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6.2.5.3塔底空间

塔底空间指塔内最下层踏板与塔底的间距,其值由如下因素确定: (1)塔底液面到最下层塔板间要有1~2m的间距,本设计为1.5m。

(2)塔底贮液空间依贮存液停留时间而定,停留时间一般为3~5min。

本设计取塔底贮液停留时间为4s;则贮液高度△Z为 :

?Z?LS?t0.00062?4?60??0.53m 22D0.6??44则 HB?HD??Z?1.13m

6.2.5.4裙座

取HQ?3.0m。

6.2.5.5人孔

一般每隔10~12层塔板设一人孔(安装,检修用),经常情况下每隔5~8块踏板设一人孔,人孔直径为800mm,其伸出塔体的管体长为200mm,设计3个人孔,则塔高为:

H?1.5??28?1??0.6?3?0.8?1.13?3.0?24.23m

6.2.6辅助设备选型选型与计算

6.2.6.1泵的计算及选型

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0进料温度tF?85.53C

?A?809.36kgm3?B?805.26kgm3?F?798.64kgm3

?A?0.275mpa?s?B?0.235mpa?s?LF?0.25mpa?s

已知进料量

F?12503kgh?3.47kgs qV?F??3.47?4.35?10?3m3F798.64s 取管内流速u?1.6m/s则

d?4qV?4?0.00435?u3.14?1.6?59mm

故可采用GB3091-93 Φ60×3.5的油泵 则内径d?60?3.5?2?53mm 代入得

u?4qv4?0.00435?md2?3.14?0.0532?1.97sRe?du???0.053?1.97?856.900.51?1.75?105

取绝对粗糙度为??0.35mm,则相对粗糙度为?/d?0.007摩擦系数 λ ?1/2由

???1.8?lg[(?/d/3.7)1.11?6.9/Re,得: ??0.034

进料口位置高度:h?10?0.4?0.6?2?5.2??(??hu2034?5.21.222Hfd)g?(0.0.050)?9.81?0.536m

扬程

H??Hf?h?0.536?5.2?5.74m

可选择泵为IS50—32------160

6.2.6.2冷凝器

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