【正文】 ???? 提餾段總壓降 mp 3 5 1 7 5 ???? 液柱 2 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，由于本設(shè)計(jì)的塔徑與液流量均不大，故可忽略液面落差的影響 . 3霧沫夾帶 霧沫夾帶的計(jì)算采用 Hunt 關(guān)聯(lián)式 [19]： ???????? ?? fT GV hH We ? 對(duì)于單流型塔板： fTSG AA VW ?? ， ? ?owwf hhh ?? 1)精餾段： ? ? mhsmWfG ,/ ??????? ∴ meV 00 46 ??????? ??? 2) 提餾段：年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 40 ? ? mhsmW fG 1 6 1 5 ,/6 7 8 3 7 0 39。39。39。 篩孔的設(shè)計(jì) 本此設(shè)計(jì)的物系有腐蝕性，可選用 ?? 不銹鋼板，取篩孔直徑mmd 50 ? 篩孔直徑采用正三角形排列，取孔中心距 mmdt 20544 0 ???? 取穩(wěn)定區(qū)寬 mWS ? 取邊緣安裝區(qū)寬 mWC ? aA ? ? mWWDxSd )(2 ???????，mWDr C ????? 2122212227 4 i 1 8 0s i n1 8 02mrxrxrxAa??????? ???????????? ?????ππ 0A aAA ??0 而對(duì)于正三角形排列，開孔率與孔間距之間的關(guān)系用下式表示： ? ?20 / td?? ， 則 ? ? 0 5 ???? 即 20 0 4 2 4 5 mA ??? N 個(gè)2176 2200 ???? dAN 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 0u 00 AVu S? (1)精餾段： smAVu S / 4 2 ??? (2)提餾段： smAVu s / 2 39。 ????? 液流通過間隙 39。 取降液管底隙高度 mh ? ， 則 mmhh w ????? 液流通過間隙 0h 時(shí)的速度 smsmhl Lw S /30 ????? ? 符合工藝要求 。確定 0h 的原則是：保證液體夾帶的懸浮 固體在通過底隙時(shí)不致沉降下來而堵塞通道；同時(shí)又要有良好的液封，防止氣體通過降液管造成短路。39。 ? ， mh w 39。 則溢流堰上液頭高度 mmmhow 43/23 ??????????? ???? ?? 前假設(shè) mhL ? ， mhhh owLw 0 6 9 5 4 ?????? ? 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 取內(nèi)、外堰高 mhw ? 要求 wwow hhh ???? 0 4 5 9 5 0 0 4 0 4 ?? ???? mhhh owwL 0 5 4 0 4 ????? (2)提餾段： , 36 001064 339。 堰長(zhǎng) wl 取 mDl w ???? 本設(shè)計(jì)采用平直堰，堰上液高度 owh 按下列公式計(jì)算 3/20 02 8 ????????? wow lLEh 式中 L 液體體積流量 sm/3 E 液流收縮系數(shù) owh 堰上液流高度 ??m wl 堰長(zhǎng) ??m 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32 液流收縮系數(shù)可關(guān)聯(lián)為如下兩參數(shù)的函數(shù)： ? ?DllLfE ww /,/ ? 液流收縮系數(shù)的數(shù)值可根據(jù) 液流收縮系數(shù)計(jì)算圖 [19]查取。39。m a x239。2039。39。 本次設(shè)塔板間距 mHT ? ，塔板上液層高度 mhL ? 由 m a x)( uu ?? 安全系數(shù) ，安全系數(shù) =~，VVLCu ? ?? ??m a x ，式中 C 可由《 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 》 [史密斯關(guān)聯(lián)圖查出： 圖 34史密斯關(guān)聯(lián)圖 橫坐標(biāo)數(shù)值： 2/132/1 ????????????????????VLSSVL ?? 取板間距： mHT ? , mhL ? ，則 mhH LT ???? 查圖可知： ?C ， 20 20 ???????????????? ?CC，則muVuVDsmuusmuSs // 8 5 11m a x1m a x?????????????? 圓整： mD ? 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 橫截面積： 22 mA T ??? ，空塔氣速： smu /4 3 3 4 9 39。設(shè)計(jì)時(shí)通常根據(jù)塔徑的大小下表所列經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可作為設(shè)計(jì)初步的參考值。反之，采用較小的板間距，只能允許較小的空塔氣速，塔徑就要增大，但塔高可降低；但是 板間距過小，容易產(chǎn)生液泛現(xiàn)象，降低板效率。 ????? xRxxRRy w 兩操作線交點(diǎn)橫坐標(biāo)為： 1 3 )1()1( ?? ???? qR xqxRx DFf （ 4）理論板數(shù)計(jì)算 精餾段： 211 ??? ????? ???? yxxy D 操作線相平衡 322 ??? ????? ??? yxy 操作線相平衡 433 ??? ????? ??? yxy 操作線相平衡 544 ??? ????? ??? yxy 操作線相平衡 1 9 4 3 655 ??? ????? ??? yxy 操作線相平衡 故六板為加料板相平衡 1 3 1 9 66 ???? ??? xy 提留段： 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 776 ??? ????? ??? xyx 相平衡操作線 0 7 2 9 887 ??? ????? ??? xyx 相平衡操作線 0 5 9 7 998 ??? ????? ??? xyx 相平衡操作線 0 3 6 5 10109 ??? ????? ??? xyx 相平衡操作線 111110 ?? ???? ??? xyx Wxx ?? 故理論塔板數(shù)為 11 塊 取塔板效率為 實(shí)際塔板數(shù) :11? ? 37 精餾段 5 ?? 第 18 塊塔板為加料板 提留段為 20塊塔板 精餾塔的工藝設(shè)計(jì) [15] 塔徑的初步設(shè)計(jì) 塔板間距 HT的選定很重要。R 得： )1()1(39。L ──提餾段內(nèi)液體的摩 爾流量， kmol/h。 139。 應(yīng)當(dāng)指出 ,精餾段和提餾段汽相摩爾流率不一定相等。39。 2．恒摩爾流假定 (1)恒摩爾汽化 假定在精餾塔的精餾段內(nèi) ，由每層板上升的汽相摩爾流率都相等，在提餾段也是如此。 /kgh Fr — 釜液汽重密度 。 ??????? .......W 釜出液總量 ∴ smLS / 3339。 (37) ∴ hkjHQV iS /7 3 5 72 2 0 12 9 5 1 7 7 439。?? (34) CWTQW ? (35) 0??? CmTmHQ im (36) 將式 (33) (34) (35) (36) 代入式 (31)，得 C m TmHC W TTCVVHQC W TC m TTV iiS ???????? 39。 (32) C W TC m TTCVTWmVCTCLQ L ??????? 39。本方法計(jì)算用熱平衡與物料平衡聯(lián)立的方法計(jì)算氣液負(fù)荷 一、通過全塔熱平衡計(jì)算再沸器的熱負(fù)荷 Qs 圖 31全塔熱平衡 全塔熱平衡等式 QS + QF + QD =QP + QM + QW + QE 進(jìn)料熱 QF=進(jìn)料比熱進(jìn)料量加料溫度 = 30=93982kJ/h 回流熱 QD=餾出比熱餾出量回流比餾出溫度 hkJQ D /2 1 8 7 01051 4 1 ????? 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 餾出熱 h/kj2 6 1 8 451 4 1 ??????? 餾出溫度餾出量餾出比熱RQ 塔頂 熱 QP=餾出比熱餾出量（回流比 +1） +餾出汽化潛熱餾出量（ 回流比+1） hkJQ P /1 1 3 9 1 8 8)101(1 4 1 )101(5 7 8 11 4 1 4 ????????? 釜液熱 QW=釜液比熱釜液量釜液排 出溫度 hkJQ w /1 8 3 9 8 4 3 0 7 ???? ∵ QM=0 假設(shè)全塔熱損失為 SE ? ? ? ? ?M+ Q +1 0 .0 3p W F DS Q Q Q ?? ∴ QS≈ 2951774 kJ/h 二、由第二塊板以下熱量衡算和物料衡算，求提餾段上 升汽量 39?！? （ 4） 液相重度 ρ（按質(zhì)量百分比） 查表得： 表 39組分密度表 名稱 VAc 甲醇 水 醋酸甲酯 乙醛 丙酮 密度 ρ（ kg/m3） 930 792 1000 932 783 784 進(jìn)料平均密度 = ρVAcVAc%+ρMeOACMeOAC%+ρH2O H2O% +ρAedAed%+ρMeOH MeOH%+ρMe2COMe2CO% =930%+932%+1000%+783%+792%+784% =年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 餾出平均溫度 = ρVAcVAc%+ρMeOACMeOAC%+ρH2O H2O% +ρAedAed%+ρMeOH MeOH%+ρMe2COMe2CO% =930%+932%+1000%+783%+792% +784% = 釜液平均密度 = ρiVACVAC%+ρiMeOACMeOAC%+ρiH2OH2O% =930%+932%+1000% = 表 310 操作條件 序號(hào) 項(xiàng)目 單位 條件 1 塔頂溫度 ℃ 50 2 塔中溫度 ℃ 60 3 塔底溫度 ℃ 70 4 加料溫度 ℃ 30 5 回流比 R 10 6 餾出液中含醋酸乙烯 %（重） ≤ 10 7 釜液中含醋酸甲酯 %（重） ≤ 3 8 塔頂壓力 kpa 9 餾出液溫度 ℃ 5 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 （ 5） 汽相重度 D 按如下公式計(jì)算，其中 Mn 為數(shù)均分子質(zhì)量。 %=餾出液組分 表 34 四塔餾出液 序號(hào) 名稱 公斤 /時(shí) 組成（重量 %） g/mol kmol/h 摩爾 % 1 2 3 4 5 6 合計(jì) 醋酸乙烯（ VAC） 醋酸 甲酯（ MeOAC） 水（ H2O） 乙醛（ Aed） 丙酮（ Me2CO) 甲醇（ MeOH） 100 8