【正文】 60 R ) /A ( 0. 5 0. 7 )? ? ? ? = ( 5 0 . 0 0 3 9 3 6 0 0 . 1 4 2 ) / 1 . 5 3 9 0 . 6 1 . 2 7 4m? ? ? ? ? 塔立體高度 1TH H N 5 1 5 0 4 5 0 ( 3 2 1 ) 5 1 5 0 1 4 7 0 0 m m = 1 4 . 7 0 m? ? ? ? ? ? ? ? ? B+ H + H + H + H 1 4 . 7 0 2 . 7 2 5 2 . 2 7 0 . 5 5 1 . 2 2 0 . 3 7 5 mHH ? ? ? ? ? ? ?1 頂 裙封第四章 輔助設(shè)備 31 第四章 輔助設(shè)備 冷凝器的選型 本設(shè)計(jì)冷凝器選用重力回流直立或管殼式冷凝器 原因：因本設(shè)計(jì)冷凝器與被冷凝氣體走管間，對于蒸餾塔的冷凝器，一般選管殼式 冷凝器或空冷器，螺旋板式換熱器，以便及時(shí)排出冷凝液。HG/T2163927。 吊柱 為方便室外較高塔的安裝、檢修，塔頂需設(shè)置吊住。由于裙座內(nèi)徑800mm ,故裙座壁厚取 16mm。 設(shè)計(jì)氣速選?。? 39。 封頭 封頭分為橢圓形封頭、蝶形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 D=1000mm，可查得 [9]曲面高 1 250mmh ? ,直邊高度 0 25h mm? ，內(nèi)表面積 ?封 ，容積 ?封 。 表 31 進(jìn)料管接管法蘭 [8] 公稱 直徑 鋼管 外徑 A 法蘭 外徑 D 突臺(tái) 直徑 D 螺栓中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓 孔數(shù) 螺栓 尺寸 80 90 200 132 160 18 8 M16 第三章 塔附件設(shè)計(jì) 27 表 32 回流管接管法蘭 公稱 直徑 鋼管 外徑 A 法蘭 外徑 D 突臺(tái) 直徑 D 螺栓中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓 孔數(shù) 螺栓 尺寸 80 90 200 132 160 18 8 M16 表 33 塔底出料管接管法蘭 公稱 直徑 鋼管 外徑 A 法蘭 外徑 D 突臺(tái) 直徑 D 螺栓中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓 孔數(shù) 螺栓 尺寸 50 63 165 99 125 18 4 M16 表 34 塔頂蒸汽管法蘭 公稱 直徑 鋼管 外徑 A 法蘭 外徑 D 突臺(tái) 直徑 D 螺栓中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓 孔數(shù) 螺栓 尺寸 450 470 670 548 600 36 20 M33 表 35 塔底進(jìn)氣管法蘭 公稱 直徑 鋼管 外徑 A 法蘭 外徑 D 突臺(tái) 直徑 D 螺栓中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓 孔數(shù) 螺栓 尺寸 400 420 620 503 550 36 16 M33 第三章 塔附件設(shè)計(jì) 28 筒體與封頭 筒體 塔頂為常壓，塔底壓力為 5 0 1 . 3 3 2 0 . 0 1 6P M P a? ? ? （ 表 壓 ），又因?yàn)樗嘴o壓力很小可忽略不計(jì)，所以塔內(nèi)的工作壓力很小，由此計(jì)算厚度小于塔體的最小厚度。 回流管 采用直管回流管，取 Ru ? 。 2 336002 .8 6 0 .0 0 61000 Sw LE l?? ????? ?取 、代入 wl 的值則可求出 ? ?minsL為 3322 3m i n 0 . 0 0 6 1 0 0 0 0 . 0 0 6 1 0 0 0 0 . 6 6 0 . 0 0 0 5 4 3 /2 . 9 1 3 6 0 0 2 . 9 1 1 3 6 0 0ws lL m sE??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 上式后得 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 24 按上式作出的液相負(fù)荷下限線是一條與氣相流量無關(guān)的豎直線，見圖中線 (5) 所的負(fù)荷性能圖如下： 3 小結(jié) 1. 從塔板負(fù)荷性能圖中可看出，按生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點(diǎn) P 在適宜操作區(qū)的適中位置，說明塔板設(shè)計(jì)合理。取 5s?? 為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，所對應(yīng)的則為液體的最大流量 maxsL ,即液相負(fù)荷上限，于是可得3m a x m a 57 05 /5 5 5f T f TssA H A HL m s L???? ? ? ?顯 然 由 式所得到的液相上限線是 一條與氣相負(fù)荷性能無關(guān)的豎直線，即負(fù)荷性能圖中的線 (3)。在操作范圍內(nèi)任取若干 sL 值，依 sL sV 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 23 用上述坐標(biāo)點(diǎn)便可在 ssLV負(fù)荷性能圖中繪出液泛線，圖中的 (2)。 8 0 6 . 8 / 。 0 . 4 5 。利用兩點(diǎn)確定一條直線，便可在負(fù)荷性能圖中得到霧沫夾帶的上限線。 （ 2）嚴(yán)重漏液校核 當(dāng)閥孔的動(dòng)能因數(shù) 0F 低于 5 時(shí)將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，前面已計(jì)算 0 ? ，可見不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液。 0 . 0 5 7 0 . 5 2 0 . 3 6 s0 . 0 0 1 4fTsAHL? ?? ? ?5 s 可見，所夾帶氣體可以釋出。這樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降 fh 為 0 . 0 3 4 0 . 0 3 0 . 0 6 4f c lh h h h m?? ? ? ? ? ? 換算成單板壓降 0 . 0 6 4 8 0 6 . 8 9 . 8 5 0 6 . 3 0 . 7f f LP h g P a K p a?? ? ? ? ? ? ?(設(shè)計(jì)允許值 ) 降液管中清夜層高度 式 d f w d o wH h h h h h? ? ? ? ? ? (1)計(jì)算氣相通過一層塔板的靜壓頭降 fh 前已計(jì)算 mhf ? (2)計(jì)算溢流堰（外堰）高度 wh 前已計(jì)算 ? (3)液體通過降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進(jìn)口堰，所以可用式 2015 ????????? hLLhwsd 式中 00. 00 14 , 0. 66 , 0. 01 3swL m L m h m? ? ? 20 . 0 0 1 40 . 1 5 3 0 . 0 0 4 10 . 6 6 0 . 0 1 3dhm??? ? ??????m (4)塔板上液面落差 h? 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 20 由于浮閥塔板上液面落差 h? 很小，所以可忽略。 ? =TAA0 =77?( )2 = 此開孔率在 5%~15%范圍內(nèi)，符合要求。 （ 3）開孔區(qū)面積計(jì)算 2 2 2 12 ( s in )180a xA x r x r r? ?? ? ? ? ? 其中 ： mWWDxSd 4 4 )0 6 2 (2 )(2 ??????? mWDr C ??? 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 18 故 Aa = （ 4）浮閥數(shù)計(jì)算及其排列 預(yù)先選取閥孔動(dòng)能因子 F 10? ,由 F0= vu ?0 可求閥孔氣速 u ， 即 smFuv/ ??? ? 每層塔板上浮閥個(gè)數(shù)為 77)(442020???? ??udVN s 浮閥的排列，考慮到各分塊的支承與銜接要占去一部分鼓泡區(qū)面積，閥孔排列采用等腰三角形叉排方式。0101 ????? ? mmhh W 0 0 3 1 ????? 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 選用凹形受液盤，深度 mmhW 5039。 故精餾塔的有效高度 為 ??????? 提精 ZZZ 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 因塔徑 D=、弓形降液管、凹形受液盤及平直堰，不設(shè)進(jìn)口堰。計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度 tD =℃ 進(jìn)料板溫度 tF ＝ 90℃ 塔底溫度 TW =110℃ 精餾段平均溫度 tm =（ +90） /2 = ℃ 提餾段平均溫度 mt =（ +110） /2 =℃ （ 3）平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 xD=y1=,代入相平衡方程得 x1= Mm,DL=? +（ ） ? =( kmolkg ) Mm,DV=? +（ ） ? =( kmolkg ) 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由上面理論板的算法，得 yF ＝ ， xF ＝ Mm,FV=? +（ ） ? =( kmolkg ) Mm,FL=? +（ ） ? =( kmolkg ) 塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 xw=,由相平衡方程，得 yw= Mm,WV=? +（ ） ? =( kmolkg ) 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 11 Mm,WL=? +（ ） ? =( kmolkg ) 精餾段平均摩爾質(zhì)量 Mvm =2 ?=( kmolkg ) Mlm = 2 ? =( kmolkg ) 提餾段平均摩爾質(zhì)量 Mvm =2 ?=( kmolkg ) Mlm = 2 ? =( kmolkg ) （ 4） 平均密度計(jì)算 ①氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，精餾段的平均氣相密度即 vm? =MMRTPV = ) 7 (3 1 2 9 0 7 ?? ? =( 3mkg ） 提餾段的平均氣相密度 ，vm? =MMRTPV = ) 7 1 1 5 ?? ?（ =( 3mkg ） ②液相平均密度計(jì)算 液相平均密度依下式計(jì)算，即 LBBAA ???aa1llm ?? 塔頂液相平均密度的計(jì)算 由 tD＝ ℃，查文獻(xiàn) 【 2】 得 )( 3mkgA ?? ； )( 3mkgB ?? 塔頂液相的質(zhì)量分率 aAD = )9 9 9 9 ???? ?（ 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 12 ? LDM = ）（ ? =( 3mkg ） 進(jìn)料板 液相平均密度的計(jì)算 由 tF＝ 90℃ ，查文獻(xiàn)得 )( 3mkgA ?? ； )( 3mkgB ?? 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率 aAF = )4 9 9 9 1..0 ???? ?（ ? LFM = ）（ ? =( 3mkg ） 塔底液相平均密度的計(jì)算 由 tw＝ ℃，查文獻(xiàn)得 )( 3mkgA ?? ； )( 3mkgB ?? 塔底液相 的質(zhì)量分率 aAF = 1 ) ? ?? ? ?（ mLW? = ）（ ? =( 3mkg ） 精餾段液相平均密度為 1lm? = 2 ? = 提餾段液相平均密度為 2mL? = 2 ? = (5) 液體平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 Lm? = iix?? 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 tD＝ ℃，查文獻(xiàn)得 111)( , ?????????? ???? mmNmmNmmNL D M LBLA? ?? 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 13 由 tF＝ 90℃，查文獻(xiàn)得 111)4 8 ( 8 , ?????????? ???? mmNmmNmmNL F M LBLA? ?? 塔底液相平均表面張力的計(jì)算 由 tW＝ ℃，查手冊得 1114 1 )0 0 2 ( 0 2 , ?????????? ???? mmNmmNmmNL F M LBLA? ?? 精餾段 液相平均表面張力為 11 ????? mmNLM? 提餾段液相平均表面張力為 12 4 1 ????? mmNLM? (6) 液體平均粘度計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算，即 μ Lm=Σ xiμ i 塔頂液相平均粘度的計(jì)算 由 tD＝ ℃，查文獻(xiàn)得 sam samBA ??? ??? ?? L D M ??? samL D M ???? 3 ? 進(jìn)料板液相平均黏度的計(jì)算 由 ℃90?Ft 查文獻(xiàn)得： sam samBA ??? ??? 31 30 ?? 同理可得 samL F M ???? ? 由 ℃?Wt 查文獻(xiàn)得： sam samBA ??? ??? 24 23 ?? 同理可得 samL W M ???? 2 4 ?