【正文】 ℃查得手冊(cè)煉焦化產(chǎn)理化常數(shù)知： 設(shè)酚油回流溫度 =100℃?1t2 設(shè)計(jì)內(nèi)容25冷液回流，查手冊(cè)焦化設(shè)計(jì)參考資料知： ，??℃??℃因此 (9.).64.?????精餾段的氣相負(fù)荷為： ???在塔頂狀態(tài)下氣相流量： s??氣相重度的計(jì)算：由于酚油平均分子量 10M?故， . kgh?氣相重度： ?② 精餾段液相負(fù)荷精餾段液相負(fù)荷按下式計(jì)算： ????查手冊(cè)得：酚油 20℃的比重 ，酚油餾分在塔頂溫度下的重度按式 計(jì)算，20()tt????式中， ——系數(shù)（酚油取 ）?則， (195)8kg????在塔頂狀態(tài)下的液相流量： ??2）提餾段氣相、液相負(fù)荷①提餾段的氣相負(fù)荷提餾段的氣相負(fù)荷按式 計(jì)算，39。 39。(1)sVF????式中：—入塔原料量 ，F(xiàn)kgmol—進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)39。?河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院26已洗酚萘洗混合餾分的平均分子量為： ?????式中：112157—分別為酚油、工業(yè)萘、洗油的平均分子量、—分別為酚油、工業(yè)萘、洗油的產(chǎn)率，%根據(jù)平均分子量由平均沸點(diǎn) 與混合物平均分子量的關(guān)系圖查得已洗酚萘kt洗混合餾分的平均沸點(diǎn) ，該工藝的進(jìn)料溫度取 210℃。235kt?℃因此，進(jìn)料狀態(tài)參數(shù) ，??39。39。39。139。 39。???rct式中：—入塔原料的平均汽化熱 ，39。rkcalg， —分別為進(jìn)料塔板和入塔物料的溫度℃，39。1t39。2， —分別為混合餾分在 0~235℃，0~210℃的平均比熱 。39。c39。 kcalg故， 39。 l?????、8—分別為酚油、工業(yè)萘、洗油的汽化熱 kcl查手冊(cè)知39。 ，39。?℃ 39。?℃????39。39。2139。 39。 .?????????rt提餾段的氣相負(fù)荷為： 39。..進(jìn)料層氣相壓力： ?????進(jìn)頂?shù)?底 實(shí)NP式中：——進(jìn)料板層數(shù)。N進(jìn)——總塔板數(shù)。實(shí)因此 ??37137..=???PkPa在進(jìn)料塔板狀態(tài)下氣相流量為：2 設(shè)計(jì)內(nèi)容2739。 ??????氣相重度為： ????39。39。 339。 86..719..???????sF kg② 提餾段液相負(fù)荷液相負(fù)荷按下式計(jì)算： 39。 39。??????液相重度： ，??39。2???dt查手冊(cè)知己進(jìn)料混合餾分在20℃的比重 ，式中，系數(shù) ?故， ??39。 ?????L km提餾段液相體積流量： 39。 331..?精餾段、提餾段的氣液相負(fù)荷見下表213。表213 不同區(qū)域的的氣相、液相計(jì)算值名稱 精餾段 提餾段氣相流量 、sV39。 氣相重度 、?39。 kg6kgm液相流量 、sL39。 . 液相重度 、?39。 km8k 精餾塔工藝負(fù)荷的計(jì)算1). 精餾段氣相、液相負(fù)荷① 精餾段氣相負(fù)荷精餾段氣相負(fù)荷由于無(wú)側(cè)線采出按下式計(jì)算，sVDL???而， 。故RsR河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院28回流狀態(tài)參數(shù)： ??21????rtc式中：—工業(yè)萘汽化勢(shì) ，rkcalg—塔頂氣相溫度，℃，2t—工業(yè)萘回流溫度， ℃ ，1， —工業(yè)萘分別在 0～ ℃和 0～ ℃的平均比熱c2 1t2tkcalg?℃查手冊(cè)知r=84kcal/kg。將萘在汽化冷凝器中冷卻至 100~110℃對(duì)于該工藝取110℃， 查手冊(cè)知： ,??℃246℃因此， ??.??????精餾段的氣相負(fù)荷為： .????在塔頂狀態(tài)下氣相流量： . s??氣相重度的計(jì)算： =.90867sVMkg???萘 均② 精餾段液相負(fù)荷精餾段液相負(fù)荷按下式計(jì)算: ..????查手冊(cè)得：塔頂物質(zhì)的比重 ，因此,塔頂餾分在塔頂溫度下的重度按式 計(jì)算，??20????tdt式中， ——系數(shù)（取 ）?則， ??3201..082086?????kgm2 設(shè)計(jì)內(nèi)容29在塔頂狀態(tài)下的液相流量： ??2）提餾段氣相、液相負(fù)荷①提餾段的氣相負(fù)荷提餾段的氣相負(fù)荷按式 計(jì)算，??39。 39。1????sVF式中：—入塔原料量 ，F(xiàn)kmolh—進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)39。?已洗酚萘洗混合餾分的平均分子量為： ?????式中：1312157—分別為酚油、工業(yè)萘、洗油的平均分子量、—分別為酚油、工業(yè)萘、洗油的產(chǎn)率,%根據(jù)平均分子量由平均沸點(diǎn) 與混合物平均分子量的關(guān)系圖查得已洗酚萘kt洗混合餾分的平均沸點(diǎn) ，該工藝的進(jìn)料溫度取 235℃。240kt?℃因此，進(jìn)料狀態(tài)參數(shù) ，??39。39。39。139。 39。???rct式中：—入塔原料的平均汽化熱 ，39。rkcalg， —分別為進(jìn)料塔板和入塔物料的溫度℃，39。1t39。2， —分別為混合餾分在在 0~240℃,0~235℃的平均比熱 。39。c39。 kcalg?℃故， 39。. l?????其中,、8—分別為酚油、工業(yè)萘、洗油的汽化熱 kcl查手冊(cè)知, ，39。?℃ 39。?℃????39。39。2139。 39。 ?????????rt提餾段的氣相負(fù)荷為： 39。..河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院30進(jìn)料層氣相壓力： ?????進(jìn)頂?shù)?底 實(shí)NP式中：——進(jìn)料板層數(shù)。N進(jìn)——總塔板數(shù)。實(shí)因此 ??.=???PkPa在進(jìn)料塔板狀態(tài)下氣相流量為： 39。 . mhs????氣相重度為： ????39。39。 339。..6856??????????ssMF kgm② 提餾段液相負(fù)荷液相負(fù)荷按下式計(jì)算： 39。 39。?????液相重度： ，??39。2???Ldt查手冊(cè)知己進(jìn)料混合餾分在20℃的比重 ，式中，系數(shù) ?故， ??39。 ?????L kgm提餾段液相體積流量： 39。 ?精餾段、提餾段的氣液相負(fù)荷見下表214。表214 不同區(qū)域的液相、氣相計(jì)算值名稱 精餾段 提餾段氣相流量 、sV39。 氣相重度 、?39。 4kgkgm液相流量 、sL39。 . 液相重度 、?39。 86km52k2 設(shè)計(jì)內(nèi)容31 塔尺寸的計(jì)算 初餾塔尺寸的計(jì)算1). 塔徑的計(jì)算① 精餾段塔徑計(jì)算按Smith 法計(jì)算最大空塔速度： ，其中maxLVWC????????????C式中——計(jì)算物料的負(fù)荷系數(shù)，C?——液體表面張力為 時(shí)物系的Smith 系數(shù)。20 20dync取板間距 ，塔板上清液層高度 ，則分離空間為：.4THm??.??由于， 由不同分離空間下動(dòng)能參數(shù)與負(fù)荷???????????????系數(shù)之間的關(guān)系，查smith關(guān)聯(lián)圖得 。?酚油在塔頂溫度195℃下的表面張力，按下式計(jì)算，??11????ttt其中， —校正系數(shù)查手冊(cè)知，酚油在100℃下表面張力 ，??????????則，. ?????????????最大空塔速度為： max ???????設(shè)計(jì)采用空塔氣速為： ，??~精餾塔徑： ????河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院32② 提餾段塔徑計(jì)算按Smith 法求最大空速 ,39。39。39。39。max39。LVWC????——提餾段物系的負(fù)荷系數(shù)。39。C?板間距與板上清液高度與精餾段相同， ???因此???????????????由不同分離空間下動(dòng)能參數(shù)與負(fù)荷系數(shù)之間的關(guān)系圖查得 2039。.67C?100℃下查得酚油、工業(yè)萘、洗油的表面張力分別為： ,， ,。???????酚359. 3dn?萘 ??因此原料在235℃下的表面張力：39。????? ?39。39。 64C?????????????最大空塔速度為： max39。39。39。39。39。 . .024LVWCms????????設(shè)計(jì)采用空塔氣速為： ，max(~85)0..89W精餾塔徑： 4134..9sVD????因此選用初餾塔徑 60則，塔截面積： 則實(shí)際空塔速度：精餾段： ????2 設(shè)計(jì)內(nèi)容33提餾段： ????將精餾段、提餾段的工藝計(jì)算值列于下表，見表215。表215 不同區(qū)域的液相、氣相計(jì)算值計(jì)算值項(xiàng)目精餾段 提餾段塔徑/m 板間距/m 空塔速度 m/s 2). 初餾塔有效高度的計(jì)算板式塔的有效高度是指安裝塔板部分的高度，可按下式計(jì)算 1????????TNZHEZ——板式塔的有效高度，mNT——塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)ET——總板效率HT——塔板間距，m則： ??????????Z 精餾塔尺寸的計(jì)算1. 塔徑的計(jì)算① 精餾段塔徑計(jì)算按 Smith 法計(jì)算最大空塔速度： ，maxLVWC????式中： ????????——計(jì)算物料的負(fù)荷系數(shù)，——液體表面張力為 20dyn/cm 時(shí)物系的 Smith 系數(shù)20取板間距 ，塔板上清液層高度 ，則分離空間為：.4THm????河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院34由于， 由不同分離空間下動(dòng)能參數(shù)與負(fù)荷????????????????系數(shù)之間的關(guān)系，查圖得 ,塔頂餾分在塔頂溫度下的表面張力，按下20C式計(jì)算， ，其中， —校正系數(shù))(11ttt????查手冊(cè)知在 100℃下表面張力 ， ， ????()???則，. ???????????????最大空塔速度為： max . ???????設(shè)計(jì)采用空塔氣速為： ，max(~85)..W精餾塔徑： 491..2sVD????②提餾段塔徑計(jì)算按 Smith 法求最大空速 ，39。39。39。39。max39。 VLC???式中： —提餾段物系的負(fù)荷系數(shù)。39。?C取板間距 ，塔板上清液層高度 ，則分離空間為：??.??由不同分離空間下動(dòng)能參數(shù)與負(fù)荷系數(shù)之???????????????間的關(guān)系圖查得 ，39。206C100℃下查得工業(yè)萘、洗油的表面張力分別為： ， ，??四 氫 化 萘 ??萘 4018??洗因此原料在 240℃下的表面張力：39。240..????2 設(shè)計(jì)內(nèi)容35.39。39。39。21678652????????????????C最大空塔速度：39。39。39。39。39。max 83.. ??????設(shè)計(jì)采用空塔速度： ??提餾段的塔徑：39。39。 39。??因此選用精餾塔徑 。則塔截面積120???則實(shí)際空塔速度：精餾段： ??提餾段： 220..638s??將精餾段、提餾段的工藝計(jì)算值列于下表，見表 216。表 216 工業(yè)萘精餾塔工藝計(jì)算值計(jì)算值項(xiàng)目精餾段 提餾段塔徑/m 板間距/m 空塔速度 m/s 2). 精餾塔有效高度的計(jì)算板式塔的有效高度是指安裝塔板部分的高度，可按下式計(jì)算 1????????TNZHEZ——板式塔的有效高度，mNT——塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)ET——總板效率HT——塔板間距，m則： ??????????Z河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院36 塔板工藝尺寸計(jì)算 初餾塔塔板主要工藝尺寸的計(jì)算工業(yè)萘初餾塔采用浮閥法，VI 型浮閥是目前使用最為廣泛的型式， VI 型浮閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，性能良好。1). 溢流裝置計(jì)算選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。① 堰長(zhǎng)的計(jì)算常用弓形降液管的溢流堰長(zhǎng)度對(duì)于單流型 該工藝取 ，DlW)~6(?則 ??② 溢流堰高度 ：Wh，OL?取平直堰則 ，???????其中， ——塔內(nèi)液體流量，m 3/h, —液流收縮系數(shù) ,取 =1，故，hL E精餾段： ?????????提餾段： 23..由于板上液層高度 ，因此，?精餾段： .??提餾段： 39。 39。 236L③ 弓形液管寬度 和面積dfA由于 ，查圖知 ， 。????則， ?2 設(shè)計(jì)內(nèi)容37??液體在降液管的停留時(shí)間：精餾段： .??提餾段： 39。 .??由于 故降液管尺寸可用。5??④ 降液管底隙高度 oh降液管底隙高度 應(yīng)低于出口堰高度 ，才能保證降液管底端有良好的液wh封，一般不應(yīng)低于 6mm。 ??則，精餾段： ，.提餾段： 39。 2). 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列對(duì)于 V1 型浮閥而言，板上所有浮閥剛剛?cè)_時(shí)，而 的數(shù)值常在 9～12oF之間。該工藝取閥孔動(dòng)能因子 =11，則 。oFVou??因此，精餾段的閥孔氣速： ?提餾段的閥孔氣速： .因此，每層塔板上的浮閥數(shù)： ，對(duì)于V1 型浮閥標(biāo)準(zhǔn)孔徑為39mm。24soVNdu???因此，精餾段： ?????提餾段：39。39。?取邊緣區(qū)寬度 ，破沫區(qū)寬度 ，則鼓泡區(qū)的面積：??河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院3822arcsin180a xAxRR??????????其中， ，.???????????dsx因此， 2 m?? ????? ?? ?由于塔直徑大于 ，故需采用分塊式塔板結(jié)構(gòu)，查表確定需分為四塊（其m中兩塊弓形板、通道板和矩形板各一塊） 。浮閥排列方式采用叉排,等腰三角形排列。取孔間距 t 一般為 , 過小易使氣流相互干擾 ,過大則鼓泡??~d/t不均勻,都會(huì)影響傳質(zhì)效率,取同一橫排的閥孔中心距 、相鄰兩排的中心75tm?距 的等腰三角形叉排方式畫出浮閥排列草圖，由圖可知閥孔數(shù)為：39。65tm?=187，重算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)。1n則， 214soVudn?故，精餾段； ms???提餾段： ?動(dòng)能因數(shù)為：精餾段 ： 6..????提餾段 ： 39。39。.023..4由于閥孔動(dòng)