【文章內(nèi)容簡介】 擬結(jié)果可得換熱器 B3 的換熱面積 S=㎡，總傳熱系數(shù)K=850W/(㎡ K),查手冊得 B3選擇如下參數(shù)的換熱器 : DN/mm PN/MPa 管程數(shù)Np 管子根數(shù)n 中心 排管數(shù) 管程流通 面積 /㎡ 換熱管 長度 L/m 計算換熱面積 ㎡ 材質(zhì) ∮ 25 219 1 25 5 2021 碳鋼 10 由 Aspen Plus 模擬結(jié) 果可得換熱器 B5 的換熱面積 S= ㎡，總傳熱系數(shù)K=850W/(㎡ K),查手冊得 B5選擇如下參數(shù)的換熱器 : DN/mm PN/MPa 管程數(shù)Np 管子根數(shù)n 中心 排管數(shù) 管程流通 面積 /㎡ 換熱管 長度 L/m 計算換熱面積 ㎡ 材質(zhì) ∮ 25 273 4 2 32 7 2021 碳鋼 10 冷凝器的選型 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果可得冷凝器的換熱量 ?Q ， 熱流體 CTCT ???? , 21 ,冷流體 402?t ℃， 301?t ℃， 所以 ℃ln2121 ????????tttttm，估計總傳熱系數(shù) )/(w640 2 kmK ?? ，得總傳熱面積 ,73 2mS? 查手冊得冷凝器的具體參數(shù)如下： mmDg / 工程壓力/MPa 管程數(shù) 殼程數(shù) 管長/m 管徑/m 管束圖型號 公稱換熱面積/㎡ 計算換熱面積/㎡ 規(guī)格型號 設(shè)備質(zhì)量/kg 500 2 1 6 19 A 80 79 22580500 ???AFL 3100 10 再沸器的選型 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果可得冷凝器的換熱量 ?Q ， 熱流體 CTCT ???? 180,160 21 ,冷流體 1512 ?t ℃， 1221?t ℃， 所以 ℃ln2121 ????????tttttm，估計總傳熱系數(shù) )/(w1200 2 kmK ?? ，得總傳熱面,56 2mS? 查手冊得冷凝器的具體參數(shù)如下： DN/mm PN/MPa 管程數(shù)Np 管子根數(shù)n 中心 排管數(shù) 管程流通 面積 /㎡ 換熱管 長度 L/m 計算換熱面積 ㎡ 材質(zhì) ∮ 25 500 2 164 15 4500 碳鋼 10 冷卻水和加熱蒸汽的消耗量 Block Duty/kw Useage kg/h 冷卻水 冷凝器 B5 熱蒸汽 再沸器 精餾塔塔板數(shù)的確定 由 Aspen Plus 模擬軟件的模型分析工具 Sensitivity得萃取精餾塔塔頂產(chǎn)品異丙醇的質(zhì)量純度與理論板數(shù)的關(guān)系圖 如下： 11 S e n s i t i v it y S 2 R e s u l t s S u m m a r yV A R Y 1 B 1 P A R A M N S T A G E 1 0 . 0 1 5 . 0 2 0 . 0 2 5 . 0 3 0 . 0 3 5 . 0 4 0 . 0 4 5 . 0 5 0 . 00.930.940.950.960.970.980.991.0B 由上圖可知，萃取精餾塔的 理論 板數(shù)為 22，取塔板效率為 40%,得實際塔板數(shù)為22/=55。 精餾塔進(jìn)料位置的確定 由 Aspen Plus 模擬軟件的模型分析工具 Sensitivity得萃取精餾塔塔頂產(chǎn)品異丙醇的質(zhì)量 純度與進(jìn)料位置的關(guān)系圖如下： S e n s i t i v it y S 1 R e s u l t s S u m m a r yV A R Y 1 B 1 8 FE E D S S TA G E 0 . 0 5 . 0 1 0 . 0 1 5 . 0 2 0 . 0 2 5 . 00.90.9250.950.9751.0A 由上圖可知，進(jìn)料位置在 12 塊板時塔頂產(chǎn)品異丙醇達(dá)到純度要求，實際進(jìn)料位置為 12/=30 塊板。 12 精餾塔塔徑的確定 由 Aspen Plus 軟件模擬 Tray Sizing 計算在板間距在 ， 得到篩板塔的塔徑為 ，按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 ，用 Tray Rating 核算塔徑得最大液泛因子為 ，所以精餾塔選用直徑為 。 物性數(shù)據(jù)的計算 平均分子質(zhì)量的計算 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果得質(zhì)量流 量和摩爾流量如下： 塔板位置 溫度 ℃ 壓力 bar 液相流量 kg/h 氣相流量 kg/h 液相流量 kmol/h 氣相流量kmol/h 塔頂 進(jìn)料板 由上表可求得 塔頂液相的平均分子質(zhì)量為 塔頂氣相的平均分子質(zhì)量為 進(jìn)料板液 相的平均分子質(zhì)量為 進(jìn)料板氣相的平均分子質(zhì)量為 所以 精餾塔的液相的平均分子質(zhì)量為 LM =（ +） /2=精餾塔的氣 相的平均分子質(zhì)量為 VM = (+)/2= 平均溫度的計算 塔頂溫度 CD ?? 進(jìn)料板溫度 CF ?? 精餾塔的平均溫度 T=（ +） /2=℃ 13 平均密度計算 ⑴ 氣相平均密度 的 計算 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， 塔頂氣相密度為 3m/kg 進(jìn)料板氣相密度為 3m/kg 2 ????3m/kg ⑵ 液相平均密度 的計算 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， 塔頂液相密度為 3m/kg 進(jìn)料板液相密度為 3m/kg 精餾段液相平均密 度為 3m/)( ???Lm? 氣、液相體積流率 的確定 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， 塔頂氣相流量為 進(jìn)料板氣相流量為 m3/s s/m616..12 3s ??? 塔頂液相流量為 m3/s 進(jìn)料板液相流量為 m3/s s/2 3???sL 液相平均表面張力的確定 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， ⑴ 塔頂液相 的 表面張力為 14 ⑵進(jìn)料板液相的表面張力 為 mN/m 精餾段液相平均表面張力為： m/)( ???Lm? 液相粘度的確定 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果 Profiles 中得， ⑴塔頂液相的粘度為 sm P D m ??? ⑵進(jìn)料板液相的粘度為 sm P F m ??? 精餾段液相平均粘度為 sm P a6 0 )7 1 9 ( ????Lm? 精餾塔的有效高度的計算 精餾塔有效高度為 mN )155(H)1(ZT ?????? 若在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為 ，故精餾塔的有效高度為 ????? 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計 由以上計算可知精餾塔的塔徑為 1400mm800mm，選用板式塔中的篩板塔。篩板式塔的溢流裝置包括溢流堰，降液管和受液盤等幾部分。其尺 寸和結(jié)構(gòu)對塔的性能有著重要影響。根據(jù)經(jīng)驗并結(jié)合其他影響因素，當(dāng) D=,可選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，采用凹形受液盤。 各項計算如下： 溢流裝置計算 ⑴堰長 wl 15 取 ???? Dl w ⑵溢流堰高度 wh 由 owLw hhh ?? ，選用平直堰，堰上液層高度3/2)(whow lLEh ? 近似取 E=1，則 ) (11000 3/2 ?????owh 取板上清液層高度 mhL ? ， owLw hhh ?? = ?? ⑶弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 ???? DWAADl dTfw ，得，查圖 故 22????????DWDAAdTf? 依式（ 59）驗算液體在降液管中停留時間，即 36 0036 00 ??? ???? h TfL HA? 故降液管設(shè)計合理。 ⑷降液管底隙高度 0h 依式（ 511） 39。00 3600 ulLh wh? 取 ，則s/39。0 ?u 6 0 0 3 6 0 00???????? ??hhhw 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 選用凹形受液盤，深度 。mm5039。 ?wh 16 塔板布置 ⑴塔板的分塊 塔板分塊數(shù) （ 53） 塔徑 /mm 8001200 14001600 18002021 22002400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 因 mm1400?D ，故塔板采