【正文】 ∵ 6 1 1Q C t?? ??水 ∴ 1 6 1/ 285kg/hQ C t? ? ? ? ?水 塔頂冷凝器冷卻水由 20℃升到 30℃，需冷水量 2? ∵ 7 2 2Q C t?? ??水 ∴ 2 7 2/ 1 4 7 4 7 9 .2 7 1 7 k g /hQ C t? ? ? ? ?水 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 第五章 設(shè)備計(jì)算 脫重組分塔 精餾段： ? ?2 3 3 . 0 5 5 5 . 2 3 3 7 1 2 1 9 . 7 41 1 4 5 2 . 7 9 5L D RV R D? ? ? ?? ? ? 提餾段： 39。 6 5 3 . 2 1/ 5 9 3 0 1 7 2 .3 5 6 4 4 9 2 .1 2 8 9 1 3 2 0 .1 2 5 2VQ ?? ? ? ?℃ 39。1 1 2 1 9 .7 4 0L Q F L? ? ? 39。39。2 443L V W? ? ? ? ? ? ?39。 39。 39。121 L L? ? ? 7422 脫輕組分塔 精餾段： 2 . 7 9 6 9 1 1 6 . 3 2 7 6 3 2 5 . 3 5 6 73 2 5 . 3 5 6 7 2 . 7 9 6 9 3 2 8 . 1 5 3 7L D RV L D? ? ? ?? ? ? ? ? 提餾段： 39。 6 52 . 24/ 15 90 94 2. 5 69 44 94 .9 98 35 3. 9 36 2VQ ?? ? ? ?℃ 39。1 1. 08 7 24 4. 67 42 32 5. 3 56 7 59 1. 3 17 6L Q F L? ? ? ? ? ? 39。39。2 35 3. 9 36 2 24 1. 8 77 4 59 5. 8 13 6L V W? ? ? ? ? ? ?39。 39。 39。121 5 9 3 .5 6 5 62L L L? ? ? 由《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》得到下列各平均溫度下的密度（ 3/g cm ）： ? ?41 44 / 2 42 .5?? ℃ ? ?41 54 .2 3 / 2 47 .6 2?? ℃ ? ?44 37 / 2 ?? ℃ ? ?44 55 .7 / 2 49 .8 5?? ℃ 表 322 各溫度下的密度 序號(hào) 組分 ℃ ℃ ℃ ℃ 1 丙炔 2 反 2丁烯 年產(chǎn) 萬(wàn)噸丁二烯工藝設(shè)計(jì) 35 3 1丁烯 4 順 2丁烯 5 1， 3丁二烯 6 1， 2丁二烯 7 丁炔 8 乙烯基乙炔 9 正戊烷 ∵ 9121 2 91mxwxw xw? ? ? ?? ? ? ?… ∴ 各溫度下的 ρ m值如下表： 表 323 指定溫度下的密度 ℃ ℃ ℃ ℃ 表 323 各組分的 M如下 表 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M 求氣體的體積 : 脫重組分塔： 5 4 .0 1 4 3 , 5 7 .6 4 4 2MM??頂 釜 脫輕組分塔： 4 6 .1 2 0 0 5 4 .1 0 5 8M g M頂 釜， ∵ 1， 3— 丁二烯含量很高，可近似用它的體積代替，由《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》查得 1， 3— 丁二烯的 4 2 5 , 4 2 .7 a tmccT K P?? 釜溫度下的 Z及 V，如表： / , / , r c r ZR TP P P T T T V P? ? ? 表 324 塔頂塔釜的體積值如下 脫重組分塔 脫輕組分塔 塔頂 塔釜 塔頂 塔釜 Pr Tr 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 Z V 表 325 所求的兩塔的氣液負(fù)荷如下表 脫重組分塔 脫輕組分塔 精餾段 提餾段 精餾段 提餾段 上升氣體 體積 Kmol/h m3/h m3/s 下降液體 密度 kg/m3 Kmol/h Kg/h m3/h m3/s （ a） 初估塔徑 ∵ 脫重組分塔塔頂 1， 3— 丁二烯已超過(guò) 98%，用物化數(shù)據(jù)代替原始數(shù)據(jù) 精餾段 （ 1）氣液負(fù)荷 ? ?3, m /hVL 指在 ? ?1 4 4 3 7 4 0 .52 ?? ℃下的值。 ∴ m / h 422 m / sV ?? （ 2）氣液相重度： ? ?3, kg/mVL?? 年產(chǎn) 萬(wàn)噸丁二烯工藝設(shè)計(jì) 37 354 .0 14 3 / 5. 80 39 2 9. 30 65 kg /mV? ?? kg/mL? ? （ 3）液體表面張力 /? ????達(dá) 因 厘 米 11 .0 49 6 /? ? ????達(dá) 因 厘 米 （ 4）液體粘度和氣體黏度 ? ? 11 cpL? ? ? ?81 .41 62V? ? 微 泊 （ 5）塔板數(shù) 25N ?精 塊 （ 6）操作溫度及壓強(qiáng) 37 40 0 kp aTP??℃ ， 提餾段： （ 1）氣液負(fù)荷 ? ?39。 39。 3, m /hVL ∴ 39。 3 39。 m / s , 85 0. 034 523 6 m /sVL? ? ? ? （ 2）氣液相重度： ? ?39。 39。 3, kg/mVL?? 39。357 .6 44 2 / 5. 24 8 11 .0 53 96 kg /mV? ?? 39。? ? （ 3）液體表面張力 /? ????達(dá) 因 厘 米 11 .5 23 5 /? ? ????達(dá) 因 厘 米 （ 4）液體粘度和氣體黏度 ? ? 21 cpL? ? （ 5）塔板數(shù) 53N ?提 塊 （ 6）操作溫度及壓強(qiáng) 480 kpaTP??℃ ， 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 精餾段 （ 1）計(jì)算允許空塔氣速 ： LVf VVc????? ∵ 3360 1. 6 kg /m , 9. 93 19 4 kg /m???? 取板間距 600 m m , mTLHh 則 0 85 15mTLHh? ? ? ? 動(dòng)態(tài)參數(shù) 1 12 2109 .495 601 .6 ????? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? 由《化工原理》下冊(cè)查得 C= 負(fù)荷系數(shù) C 的表面張力校正查得 11 .0 46 4 /? ? 達(dá) 因 厘 米 ∴ ? ? 20 0 . 1 1 6 1 1 . 0 4 6 4 / 2 0 0 . 1 0 3 020CC? ???? ? ? ????? ∴ 6 0 1 . 6 9 . 9 3 1 9 40 . 1 0 3 0 . 7 9 5 0 m /s9 . 9 3 1 9 4fV ??? 適宜氣速 95 56 5m /sfuV? ? ? ? （ 2）由式 2 . 3 4 2 2 2 . 3 1 5 5 m0 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 5 5 6 5VD u? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)圓整取 2400 mmD ? 可見(jiàn)空塔氣速? ? 22 .3 4 2 2 0 .5 1 8 m /s0 .7 8 5 2 .4v ??? 提餾段： （ 1）計(jì)算允許空塔氣速： LVf VVc????? ∵ 335 9 1 .7 k g /m , 1 1 .0 5 4 k g /m????， 取板間距 600 m m , mTLHh， 則 0 85 15mTLHh? ? ? ? 年產(chǎn) 萬(wàn)噸丁二烯工藝設(shè)計(jì) 39 動(dòng)態(tài)參數(shù) 1 12 2124 .2 85 591 .7 688 889 54LVLV ????? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? 由《化工原理》下冊(cè)查得 ? 負(fù)荷系數(shù) C表面張力校正查得 11 .2 78 9 /? ? 達(dá) 因 厘 米 ∴ ? ? 20 0 . 1 0 5 2 1 1 . 2 7 8 9 / 2 0 0 . 0 9 3 8 120CC? ???? ? ? ????? ∴ 5 9 1 . 7 1 1 . 0 5 40 . 0 9 3 8 1 0 . 6 8 0 /1 1 . 0 5 4fV m s??? 適宜氣速 0. 7 0. 7 0. 68 0. 47 6 m /sfuV? ? ? ? （ 2）由式 1 . 9 1 2 3 2 . 2 6 2 2 m0 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 4 7 6VD u? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)圓整取 2400mmD? 可見(jiàn)空塔氣速? ? 21 . 9 1 2 3 0 . 4 2 2 9 m /s0 . 7 8 5 2 . 4v ??? （ b）溢 流程度選擇 精餾段： /hhL ? ，提餾段： 39。3124 .285m /hhL ? 由《化工原理課程設(shè)計(jì)》選單流型塔板弓形堰 （ c）溢 流裝置 ａ 求堰長(zhǎng) 由表取 mwlD? ? ? ? ｂ 校正液體在降液管中停留時(shí)間 ? ： 1 m2 wAB l?? 2 2 0 .7 8 5 62DO B A B??? ? ????? 0 . 3 1 4 4 m2d DW B C O B? ? ? ? 2 0 .3 2 2 83f w dA l W?? 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 ∵ fTAHL?? ∴ 精餾段： ? ?0 .3 2 2 8 0 .6 6 .3 6 7 8 3 5 s0 .0 3 0 4 1 5 3? ?? ? ? ?（可以） 提餾段： ? ?39。 0 . 3 2 7 8 0 . 6 5 . 6 1 3 5 s0 . 0 3 4 1 7? ?? ? ? ?（可以 ） ｃ 堰高 精餾段： , 5w L ow Lh h h h? ? ? 由《化工原理》下冊(cè)查得 ? 2 / 32 .8 41000 how wLhE l??? ? ? ???? ∴ 2 / 37 2 . 3 0 5 80 . 0 0 2 8 4 1 . 0 7 0 . 0 5 1 7 4 m0 . 8 4owh ??? ? ? ????? ∴ 85 517 4 332 6 mwh ? ? ?，取 33mmwh ? 提餾段： 39。 39。 39。w L owh h h?? ， 39。 ? 2 / 339。39。39。 39。2 .8 41000 howwLhE l??? ? ? ???? 由《化工原理》下冊(cè)查得 39。 ? ∴ 2 / 339。 8 8 . 7 0 3 50 . 0 0 2 8 4 1 . 0 8 0 . 0 6 8 5 4 m0 . 8 4owh ??? ? ? ????? ∴ 39。 85 57 82 27 18 mwh ? ? ?，取 27mmwh ? ｄ 降液管的下端的下端和下層板的間距 精餾段：有式0 0 0 . 0 3 0 4 1 5 3 0 . 0 9 8 81 . 5 4 * 0 . 2 0WLh LU? ? ? ?。?h0 =98mm （ L— 塔內(nèi)液體流量 m3/s , u0— 液體通過(guò)降壓管底部時(shí)的 u（ m/s） ,一般取 — ） 提餾段：0 0 0 .0 3 4 5 2 3 6 0 .0 9 7 4 71 .5 4 * 0 .2 3WLh LU? ? ? 年產(chǎn) 萬(wàn)噸丁二烯工藝設(shè)計(jì) 41 h0 =97mm （ c）浮閥數(shù)目計(jì)算 浮閥的選型及數(shù)目的計(jì)算，排列，開(kāi)孔率 (去標(biāo)準(zhǔn) F— 1 浮閥 ) 浮閥型式： 根據(jù)文獻(xiàn)（ 5），本設(shè)計(jì)選用 1F 型重閥，閥片厚度 ? =2mm,閥質(zhì)量為33g,H=,L=,Ф 39mm,浮閥最大開(kāi)度 ,最小開(kāi)度 。 閥孔氣速： 根據(jù)閥孔動(dòng)能因數(shù)， 0 11VF ? ? ?okpw ， F0 在 912 之間 取 F0=11 0 11 3 . 6 0 5 8 m s9 . 3 0 6 5VF? ? ??okp精 餾 段 w 0 11 3 . 3 0 8 6 m s1 1 . 0 5 3 9 6VF? ? ??okp提 餾 段 w 浮閥數(shù)的確定： 根據(jù)2021VNwd? ?? 其中 0,