【文章內(nèi)容簡介】 y=+提餾段操作線方程為：平衡線方程為：由上而下逐板計算，自X0== 操作線上的點 平衡線上的點 1 （X0=,Y1=） (X1=, Y1=) 2 （X1=,Y2=） （X2=,Y2=） 3 （X2=,Y3=） （X3=,Y3=） 4 （X3=,Y4=） （X4=,Y4=）5 （X4=,Y5=） （X5=,Y5=）6 （X6=,Y7=） （X6=,Y6=）因為X6 時首次出現(xiàn) Xi Xq 故第6塊理論版為加料版，精餾段共有5塊理論板。提餾段理論板數(shù)提餾段操作線方程：y=已知X5=, 由上而下計算，直到Xi 首次越過Xw=。操作線上的點 平衡線上的點7（X6=,Y7=） （X7=,Y7=）8（X7=,Y7=） （X8=,Y8=）9（X8=,Y9=） （X9=,Y9=）10（X9=,Y10=） （X10=,Y10=）11（X10=,Y11=） （X11=,Y11=）12（X11=,Y12=） （X12=,Y12=）由于到X12首次出現(xiàn)Xi X w ，故總理論板數(shù)不足12塊∴總的理論板數(shù)NT=11+（X11Xw）/（X11X12）=( 包括塔釜)X 實際塔板數(shù)的確定1）總板效率ET的計算℃ 塔釜溫度℃ ℃溫度℃塔釜溫度定性溫度進料溫度塔頂溫度定性溫度 ℃此溫度下組成為甲醇摩爾分率由內(nèi)插法求得X= 當(dāng)t=℃ 時由內(nèi)插法求得α=由奧克梅爾公式： 2）實際塔板層數(shù)∵算得ET=其中： 精餾段：5/=≈13塊 提餾段: ≈16塊 ∴ 實際塔板數(shù)Np=精餾段板數(shù)+提餾段板數(shù)+塔釜=30塊4 塔徑塔板工藝尺寸的確定 各設(shè)計參數(shù) 操作壓力塔頂壓強，∵△p≤ ∴取每層踏板壓強△p=，則進料板的壓力為： kPa塔底壓力為： kPa，故精餾段平均操作壓力為：pm精 kPa故提餾段平均操作壓力為：p提 kPa塔頂溫度=℃ 進料溫度=℃ 塔釜溫度=℃則精餾段的平均溫度：℃提餾段的平均溫度：℃塔平均溫度為：℃1）精餾塔的汽、液相負荷:L=RD==V=(R+1)D=(+1)= kmol/hL’=L+Fq=+330=V’=V（1q）F=()330=2）塔頂平均分子量:X1=, Y1=MVDM=+()=MLDM=+()=3)加料板上一塊塔板平均摩爾質(zhì)量：X4=, Y4=MVFM =+()= g/molMLFM =+()=4）加料板平均分子量：Xf= , yf=MVFM=+(=MLFM=+()=5）塔底平均分子量：xw=, yw=MVWM=+()=MLWM=+()=∴精餾段平均摩爾質(zhì)量：MVm=(MVDm+MVFm)/2=(+)/2=MLm=(MLDm+MLFm)/2 =(+)/2= 提餾段平均摩爾質(zhì)量：MVm=(MVDm+MVFm)/2=(+)/2=MLm=(MLDm+MLFm)/2 =(+)/2=1）氣相密度 2)液相密度甲醇水在各溫度下的密度(內(nèi)插法求得)溫度℃塔釜溫度進料溫度塔頂溫度甲醇水 已知： 混合液密度: XF=XD=XW=甲醇水各溫度下的表面張力(內(nèi)插法求得)溫度℃塔釜溫度進料溫度塔頂溫度甲醇N/m 水N/m tf=℃ ℃ ℃ 精餾段液相平均表面張力：提餾段液相平均表面張力： 甲醇水各溫度下的粘度(內(nèi)插法求得)溫度℃塔釜溫度定性溫度進料溫度塔頂溫度2,7201) td=℃ 2) tf=℃ 3) tw=℃ 精餾段液相平均粘度：提餾段液相平均粘度：精餾段：提餾段：. 塔徑塔板工藝尺寸的確定 塔徑的計算欲求塔徑應(yīng)先求出u，而u＝安全系數(shù)umax 式中： 精餾段: 取塔板間距，板上液層高度，塔板間距與塔徑的關(guān)系塔 徑/D，m～～～～～板間距/HT，mm200～300250～350300～450350～600400～600那么分離空間： 功能參數(shù)：從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得： 由于 取安全系數(shù)=則 取圓整得 D=塔截面積：空塔氣速：提餾段:功能參數(shù)：取塔板間距，板上液層高度，那么分離空間:從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得：取安全系數(shù)=則所以圓整取m,塔截面積： m2空塔氣速： 溢流裝置的確定 選用單溢流、弓形降液管、平行受液盤及平行溢流堰，不設(shè)進口堰。單溢流又稱直徑流，液體自液盤橫向流過塔板至溢流堰，流體流徑較大，塔板效率高，塔板結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。工業(yè)中應(yīng)用最廣的降液管是弓形降液管。1) 溢流堰長精餾段：根據(jù)塔徑= ,溢流堰長 提餾段：根據(jù)塔徑= ,溢流堰長 2)出口堰高選用平直堰，堰上液 液流收縮系數(shù)精餾段：提流段:3）弓形降液管寬度和面積查圖知 精餾段： WD== 停留時間提鎦段： 停留時間 故降液管尺寸可用。4) 降液管底隙高度降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以h0表示。降液管底隙高度應(yīng)低于出口堰高度hw，(hwho)不應(yīng)低于6mm才能保證降液管底端有良好的液封. 工程上ho一般取2025mm。本次設(shè)計中取23mm。hwho=39 23 =16 mm 6 mm 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 1) 入口安定區(qū) 塔板上液流的上游部位有狹長的不開孔區(qū)，叫入口安定區(qū)，其寬度為。此區(qū)域不開孔是為了防止因這部位液層較厚而造成傾向性液封，同時也防止氣泡竄入降液管。一般取=（50~100）mm,精餾段取=75mm,提鎦段取=75mm。2） 出口安定區(qū) 在塔板上液流的下游靠近溢流堰部位也有狹長的不開孔區(qū)，叫出口安定區(qū)，其寬度與入口安定區(qū)相同，亦為。這部分不開孔是為了減小因流進降液管的液體中含氣泡太多而增加液相在降液管內(nèi)排氣的困難。精餾段取=75mm,提鎦段取=75mm。3） 邊緣固定區(qū) 在塔板邊緣有寬度為WC的區(qū)域不開孔，這部分用于塔板固定。一般=（25~50）mm。精餾段取=40mm,提鎦段取=40mm。 鼓泡區(qū)閥孔數(shù)的確定及排列塔徑D/mm8001200140016001800200022002400塔板分塊數(shù) 3 4 5 6D精=D提=1200mm所以查表得：塔板分塊數(shù)（精餾）=塔板分塊數(shù)（提餾）=3工藝要求：孔徑精餾段：取閥孔動能因子 =10孔速浮閥孔數(shù) 取無效區(qū)寬度 = 安定區(qū)寬度 = 弓形降液管寬度 開孔區(qū)面積 =其中 R==x==浮閥排列方式采用等腰三角形叉排圖如下：經(jīng)過精確繪圖，得知，當(dāng)t’=65mm時，閥孔數(shù)N實際=12