用较低位的加热剂。但是降低压力也导致了塔直径的增加和塔顶冷凝温度的降低,而且必须使用抽真空设备,增加了相应的设备和操作费用。本次任务是甲醇和水体系,甲醇水这一类的溶液不是热敏性物料,且沸点又不高,所以不需采用减压蒸馏。这类溶液在常压下又是液态,塔顶蒸气又可以用普通冷却水冷凝,因而也不需采用加压蒸馏。所以为了有效降低设备造价和操作费用对这类溶液可采用常压蒸馏。∴操作压强P1atm01MPa1013×103KPa
12物料的进料热状态:
进料热状态有五种。原则上,在供热一定的情况下,热量应尽可能由塔底输入,使产生的气相回流在全塔发挥作用,即宜冷也进料。但为使塔的操作稳定,免受季节气温的影响,常采用泡点进料。这样,塔内精馏段和提留段上升的气体量变化较小,可采用相同的塔径,便于设计和制造。但将原料预热到泡点,就需要增设一个预热器,使设备费用增加。综合考虑各方面因素,决定采用泡点进料,即q1。
13回流比的确定:
对于一定的分离任务,采用较大的回流比时,操作线的位置远离平衡线向下向对角线靠拢,在平衡线和操作线之间的直角阶梯的跨度增大每层塔板的分离效率提高了,所以增大回流比所需的理论塔板数减少,反之理论塔板数增加。但是随着回流比的增加,塔釜加热剂的消耗量和塔顶冷凝剂的消耗量液随之增加,操作费用增加,所以操作费用和设备费用总和最小时所对
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f应的回流比为最佳回流比。本次设计任务中,综合考虑各个因素,采用回流比为最小回流比的16倍。即:R16Rmi
14塔釜加热方式:
塔釜可采用间接蒸汽加热或直接蒸汽加热。直接蒸汽加热的优点是,可利用压强较低的加热蒸汽,并省掉间接加热设备,以节省操作费用和设备费用。但直接蒸汽加热,只适用于釜中残液是水或与水不互溶而易于分离的物料,所以通常情况下,多采用间接蒸汽加热。
15回流的方式方法
液体回流可借助位差采用重力回流或用泵强制回流。采用重力回流可节省一台回流泵,节省设备费用,但用泵强制回流,便于控制回流比。考虑各方面综合因素,采用重力回流。
二精馏的工艺流程图的确定
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f甲醇水溶液经预热至泡点后,用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后,部分回流,其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热,塔底产品经冷却后送入贮槽。
三理论板数的确定
31物料衡算:
进料流量:F=67044kmolh进料组成:Xf0194(摩尔分率)∵ηDXDFXf∴DηFXfXD099×670×019409913030kmolhr