【正文】 丙烯和丙烷的 回收率回收率 及塔頂塔釜壓力，如圖所示， 圖 模擬過程 5 Simulation process 5 ，在簡 潔 模擬中的數(shù)據(jù)輸入完畢，運行，計算完成，查看結(jié)果如圖所示 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 12 圖 模擬過程 6 process 6 模擬所得結(jié)果如下： 表 模擬結(jié)果 Table the simulation results 最小回流比 實際回流比 最少理論板數(shù) 100 實際理論板數(shù) 144 進(jìn)料位置 53 根據(jù)簡潔模擬，進(jìn)行嚴(yán)格模擬過程： Aspen Plus User Interface，選擇 Columns 中的 DISWU 模型畫出流程圖，選擇 Material STREAM 連接流股，如圖所示。 圖 模擬過程 7 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 13 Simulation process 7 2. 輸入物料組份，選擇物性方程為 SRK，然后可以得到各個組分的參數(shù)，如圖所示 圖 模擬過程 8 Simulation process 8 圖 模擬過程 9 Simulation process 9 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 14 ，如圖所示 圖 模擬過程 10 Simulation process 10 簡潔 模擬算出的實際理論塔板數(shù)，輸入回流 比和 ，如圖所示 圖 模擬過程 11 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 15 Simulation process 11 ，如圖所示 圖 模擬過程 12 Simulation process 12 、第二塊板壓降及全塔壓降。如圖所示 7. 圖 模擬過程 13 Simulation process 13 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 16 ，運行，查看結(jié)果如圖所示 圖 模擬過程 14 Simulation process 14 ，計算塔徑，如圖所示 圖 模擬過程 15 Simulation process 15 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 17 圖 模擬過程 16 process 16 ，計算完成，查看輸出結(jié)果，如圖所示 圖 模擬過程 17 Simulation process 17 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 18 模擬所得產(chǎn)品組成如表 所示。 表 模擬產(chǎn)品組成 T Simulation C2H6 C3H8 C3H6 C4H10 C4H8 C4 塔頂產(chǎn)品中 各組分含量 mol% 0 0 0 塔釜產(chǎn)品中 各組分含量 mol% 0 由表 可知，模擬所得產(chǎn)品組成符合分離要求。 由 Aspen Plus 模擬結(jié)果如表 所示。 表 模 擬 結(jié)果 T able2. 5 Simulation result 塔板序號 2 52 53 143 氣相體積流 量Vh(m3/h) 液相體積流量Lh(m3/h) 操作壓強 P (MPag) 操作溫度 t (℃ ) 分子量 M (kg/kmol) 液相密度 ρL (kg/m3) 氣相密度 ρV (kg/m3) 液體表面張力σ（ mN/m） 液體粘度 μ（ mPas） 塔板數(shù)及塔高的計算 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 19 塔板數(shù)的確定 由 Aspen Plus 模擬出的流程簡圖如圖 圖 流程簡圖 Fig. Flow diagram 其中，精餾塔理論塔板數(shù)為 7144塊板（包括塔頂冷凝器為第 1 塊理論板，塔底再沸器為第 144 塊理論板），故精餾塔內(nèi)塔板數(shù)為 142 塊理論板。 1 代表進(jìn)料，進(jìn)料板為第 53 塊理論板； 2 代表塔頂出料，為通過塔頂 部分冷凝器后的不凝氣 ，主要成分是丙烯； 3 代表塔釜出料，主要成分是丙烷； 將 乙 烯精餾塔分為兩段（精餾段和提餾段）： 塔頂?shù)竭M(jìn)料為精餾段， 其中理論塔板數(shù)為 52塊； 進(jìn)料到塔底為提餾段，其中理論塔板數(shù)為 90塊。 實際塔板數(shù)可由下式計算得出： TTP ENN ? () 式中： TE —總板效率，根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，丙烯精餾塔的總塔效率一般為 8 %,95~%85 此處取 90%； pN —實際塔板數(shù)； TN —理論塔板數(shù)。 以精餾段為例進(jìn)行計算： ??PN 則提餾段的實際塔板數(shù)為 100塊 則精餾塔中實際塔板數(shù)為 158 塊，進(jìn)料位置為第 58塊板。 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 20 塔高的計算 塔的有效高度是指安裝塔板部分的高度，可由下式計算得出： TTT HENZ )1( ?? () 式中： Z — 板式塔的有效高度， m； NT — 塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)； ET — 全塔效率，即總板效率； HT — 塔板間距， m，選板間距為 。 取塔板間距為 ，足夠進(jìn)料 塔間距應(yīng)取的值，故無需單獨設(shè)置進(jìn)料板間距。由于第一層塔板為塔頂冷凝器，最后一層塔板為塔底再沸器，故塔的有效高度可直接算出： mZ ) 42( ???? 核算塔高時需要考慮到人孔的設(shè)置。一般每隔 6～ 8 層塔板設(shè)置 1 個人孔，此處取每 7塊板設(shè)置 1 個人孔，則人孔共有 個，取每個人孔直徑為 ，伸出塔體長度為 。由于板間距為 ，已符合設(shè)置人孔標(biāo)準(zhǔn)，故塔有效高度不需要再另外核算。 全塔共設(shè)置 24 個人孔，第一個人孔設(shè)在 第 158 塊實際塔板之上，第二個人孔設(shè)在第 152塊實際塔板之上，以此類推第 21個人孔設(shè)在第 2 塊理論塔板之上。 塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭切線的距離（不包括接管高度）。為了減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量，頂部空間一般取（ ） HT， 取 mHH TD ???? 為計算方便，頂部空間取 1m 即可。 塔的底部空間高度是指塔頂最末一層塔盤到塔底下封頭切線處的距離。一般需要保留有停留時間為 35min 的釜液，取 HB=2m ， 裙座起到支承塔體的作用，裙座的形式分為圓筒形和圓錐形兩種。裙座高度是指從塔底封頭切線到基礎(chǔ)環(huán)之間的高度。丙烯精餾塔中有再沸器，故裙座高度被截為兩部分，但本次 核算中不再分段考慮。裙座還要開出一個人孔，人孔一般為 510（ 10001800） mm 的長圓形，以方便進(jìn)出 [5]。 由于考慮到精餾塔不需要承受很大的地震載荷，而且丙烯精餾塔較 高 高，故選用圓筒形裙座即可。人孔開為 5101700mm，另再考慮再沸器的出料管的因素，取裙座高度 H2=5m。 綜上丙烯精餾塔塔高各因素 均已核算完畢，故塔高 2HHHZH BD ???? () mHHHZH BD 103521952 ????????? 故塔高可確定為 103m。 XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 21 塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)的計算 以精餾塔為例進(jìn)行計算： 一、 操作壓力 mP M P agPPmP 919 840 522 ????? 二、 平均溫度 Tm 522 ????? TTT m ℃ 三、 平均分子量 mM km ol/ MMM 522m ????? 四、 平均密度 m? 液相密度mL? 3m/kg1 9 0 3 42 5 1 7 3 18 6 3 3 62 52L2LLm ???????? 氣相密度mV? 3m/kg7 8 8 3 9 1 8 4 52V2VmV ???????? 五、 液 相表面張力 m? m/mN09 10 522m ???????? 六、 液體粘度 m? sm P a06 06 522m ????????? 同理可以計算出提餾段的物性數(shù)據(jù)，計算結(jié)果如表 . 表 物性數(shù)據(jù) Table Property data 精餾段 提餾段 操作壓力 Pm（ MPag ） 操作溫度 Tm（℃） XXX 大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 22 平均分子量 Mm( kmol/kg ） 平均液相密度 Lm? （ 3m/kg ） 平均氣相密度 Vm? （ 3m/kg ） 平均液體表面張力 m? （ m/mN ） 平均液 體粘度 m? （ smPa? ） 氣液相負(fù)荷計算 以精餾段為例進(jìn)行計算： h/3m82 80 42 62 72 402 88 52 52VVV hhh ????? h/3m29 02 61 296 72 52L2LL hhh ????? s/ 3hS ??? s/ 3hs ??? 式中： hV —— 精餾塔內(nèi)精餾段氣相平