【正文】 2 231 . 2 1 7 3 3 . 3 6 0 . 2 9 0 9llE V V?? 液體最大流量應(yīng)該保證在降液管停留時間不低于 35s，則 將停留時間取為 4s 是，作為液體停留時間，液體體積流量為 ： m /sfTAHV ??? 28 最小流量時平直堰最小液層厚度為 6mm ， 則液相負荷下限值為 ： 2 3 230 . 0 0 6 0 . 6 6 8 0 . 6 6 8 ( )1 . 4 5llwVVl??? ? ????? 10 m /slV ??? 對于 1F 重閥， 0 6 4 . 0 2m / s2 . 2 2 8o vFu ?? ? ? 重閥 1F 孔徑為 39mm， 2300 4 . 0 2 0 . 0 3 9 5 2 8 2 . 5 3 4 m / h4V u A ?? ? ? ? ? ? ? 該漏液線與液體流量無關(guān)的水平線 圖 塔體負荷性能圖 29 第 六章 塔高及塔附件的計算及選型 塔總體高度 塔體高度 (不含吊柱 ) + = 0 . 6 2 8 + 0 . 4 5 4 + 0 . 5 5 + 2 = 2 1 . 1 5 mH H H H? ? ? ?群 座 封 頭有 效 塔頂壓力 ? 操作溫度為 80~ 0C ，選用 Q235 作為材料，它的200 105M Pat??? ??? ，采用雙面焊接，局部無損檢測 =? ，則 設(shè)計壓力為1 . 1 1 0 2 . 9 1 1 3 . 1 9 k P a 0 . 1 1 3 2 M P aP ? ? ? ? 則圓筒計算壁厚 = 2 citcPD P? ??????? (61) ? 為 ， 為了設(shè)備安全，此處不足 3mm 3也取 3mm [15]，取腐蝕余量 2C 2mm? ， 查鋼板厚度負偏差，則取 1C ? ，那么名義厚度 1= +C + m mnd?? 圓 整 值 =6 校核水壓試驗 ? ?= 0 .92T i eTsePD ?? ???? ? (62) 1 .2 5 0 .1 4 1 5 M PaTPP?? ? ? 235M P ass?? ? ? ? 0. 9 17 9. 78 M P as?? ? ，則滿足水壓試 驗 選用標(biāo)準(zhǔn)封頭，則 /2 2iiDh? ， 2200mmiD ? ， 則 550mmih ? ， =1? (采用整板沖壓 )，取 1K? ，封頭厚度為 6mm?? . 根據(jù)塔徑，從塔體應(yīng)力考慮 ，并 設(shè)置 450DN? 的圓形人孔 4個 [16]。排列后重新核算孔速及浮閥動能因數(shù)則實際孔速為： 25 0 5258 .0 3 9 7 .9 9 /528u m s? ? ? 00 7 . 9 9 2 . 2 2 8 1 1 . 9 2vFu ?? ? ? ? 仍在 9~12的范圍之內(nèi)所以閥孔數(shù) 528，排布適合。 0 ?? 精餾段： 0 ? 提餾段： 0 ? 精餾段與提餾段的 0h 均大于 18，則設(shè)計合理。20 .9 1 2 3 .4 6 5 mTAA?? 降液管面積 39。 20 .3 3 4 mfTA A A? ? ?,校核后，空塔氣速為 39。 ：： V L D?? (46) /R L D? (47) R== 解得 L= V= 為了簡化計算，精餾段以苯計，并且按理想氣體處理， 那么 p=? (+)= ? ?1 0 . 5 2 7 3 . 1 5 3 6 4 . 1 5 KDT T T? ? ? ? 在此溫度壓力下的苯的參數(shù)為： 33= 10 kg/ml? ? 3/ 2 . 2 2 8 k g / mg P M R T? ?? 10 P a sl? ?? ? ? 30 . 0 0 0 9 2 1 0 P a sg? ?? ? ? 32 1 .2 1 0 N /ml? ??? 則氣體流量： 332 2 . 4 1 8 1 7 1 . 3 5 0 m / h 5 . 0 4 8 m / sgVV? ? ? ? 21 液體流量： m= ? 78=33/ 4 4 . 1 7 7 m / h = 0 . 0 1 2 3 m / slVm ??? 液體參數(shù) lllvggVF V ????? ???? (48) 計算后 lvF =，板間距取為 ? ， ? ，那么 ?? 查施密斯特關(guān)聯(lián)圖得 20C /s? ，則 20 =C 20?????? (49) C為 m ax lggUC????? (410) 帶入計算為 取安全系數(shù) ， m a x0. 8 1. 73 6 m /sUU?? 流通截面積 (塔橫截面積減去降液管面積 ) 22 .9 0 8 mgp VA u?? 采用單溢流方式，堰長為塔直徑的 [12]，則堰長 0. 66 1. 45 mwlD?? ? ，塔的橫截面積為 / ? ，計算得 ? 塔直徑為 4 TAD ?? (411) 塔徑為 ， 圓整為 塔橫截面積 239。??D 9 9 . 5 % + W 0 . 5 % = 2 0 9 3 0 . 9 3 1 那么 39。 kJ/(kg K)? ， kJ/(kg K)? ， kJ/(kg K)? ? ?33 1 . 6 4 6 9 0 . 7 1 . 6 8 8 0 0 . 2 0 1 . 7 4 7 4 0 . 1 0 4 0 2() 5 2 4 . 9 7 8 k JQm ? ? ?? ? ? ? ? t? =0，則 4Q =0 將二乙苯以及多乙苯按二乙苯處理，用二乙苯的熱容代替多乙苯，查得 3AlCl 的熱容為 kJ/(kg K)? 二乙苯的熱容為 kJ/(kg K)? tpiQ mC??? 得到 56Q +Q 93 15 93 .1 20 kJ? 為了簡化計算，烷基化反應(yīng)均按生成乙苯計算 查化工手冊得到，乙烯、苯、乙苯標(biāo)準(zhǔn)生成熱為： kJ/mol ， ， 反應(yīng)焓 =生成物 焓 反應(yīng)物焓 ==? ?7 1 0 6 9 . 7 1 7 2 1 0 4 3 . 7 7 2 5 8 4 . 6 7 1 2 9 4 . 5 1 6 2 3 4 5 1 3 6 . 9 3 k JQ ? ? ? ? ? 因此帶入熱量總計為： 1 2 3 4 5 6 37+ + + + + + 24382955. 05 24. 978 kJQ Q Q Q Q Q Q Q m? ? ??入 物料帶出熱的計算 尾氣中組分的 pC ~t為 3 6 9 3( ) 1 0 1 0 1 0pC f t a b c d T? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?中的系數(shù)如下 12 表 幾種氣體熱容與溫度表 24CH 4CH 26CH 38CH 66CH 6 5 3CHCH 6 5 2 5CHCH HCl a b c 1..088 2T d / 求得平均溫度為： 9 5 2 5 2 7 3 . 1 5 3 3 3 . 1 52 o C?? ?（ ） ，帶入上式計得 p piiC yC?? (33) 塔頂平均摩爾熱容為 ? ?? ? ?8 8 8 0 9 2 2 7 4 .7 4 k JpQ n C t t? ? ? 查的苯甲苯乙苯的正常沸點，正常沸點下的蒸發(fā)熱機臨界溫度： 表 組分 (kJ/ mol)vbH? ( C)odt ( C)obt 25 (kJ/ mol)ocH? 苯 甲苯 乙苯 由 Waston公式 [7] 2 1 2 1/ (1 ) / (1 )v v r rH H T T? ? ? ? ? (34) 計算 250C 各自的汽化潛熱為： ， ， （ kJ/kmol ） ? ? ? ?0 i 9 02 5 c= pn n H n C t t? ? ? ?回尾帶 出 熱 量 =+3 3m 甲帶出熱量 =+ 3m 乙苯帶出熱量 =+ 3m 13 9Q =+ 3m 10Q 苯： 1 3 2 6 37 . 2 7 3 2 9 7 . 0 7 0 5 4 1 1 0 1 . 6 4 8 1 8 1 0 1 . 8 9 7 9 4 1 0T T T? ? ?? ? ? ? ? ? ? 甲苯： 1 3 2 6 31 . 8 0 8 2 6 8 . 1 2 2 3 1 0 1 . 5 1 2 6 7 1 0 1 . 6 3 0 0 1 1 0T T T? ? ?? ? ? ? ? ? 乙苯： 1 3 2 6 31 4 . 0 6 7 3 8 . 7 0 2 4 6 1 0 1 . 4 7 7 3 3 1 0 1 . 5 1 1 9 3 1 0T T T? ? ?? ? ? ? ? ? 將平均溫度為 ，得： 苯的平均熱容為 kJ/(kmol k)? kJ/(kg k)? 甲苯的平均熱容 kJ/(kmol k)? kJ/(kg k)? 乙苯的熱容 kJ/(kmol k)? kJ/(kg k)? 那么 10 1628238. 697 kJpiQ m C t? ? ?? 4. 烷基化液中三氯化鋁絡(luò)合物帶出熱 11Q (二乙苯、三乙苯以同樣的恒壓摩爾熱容處理，少量的 3()AlOH 以 3AlCl 計算 ) 查得二乙苯、3AlCl 的恒壓熱容分別為： 、 kJ/(kg k)? 11Q =[(++)+(+++) ] (95－ 25)= 5. 反應(yīng)器熱損失 12Q 已知損失熱量為輸出總熱量 10% 12Q =10%( 8 9 10 11Q Q Q Q? ? ?) = 38 1 1 9 8 2 .0 5 3 5 3 .6 9 4 )m?（ kJ 3Q 8 9 3 1 8 0 2 .5 8 1 5 5 9 0 .6 3 4 m??出 由熱平衡 Q =Q入 出 出得： + 3m =+ 3m 解之得： 3m = 所以塔頂蒸出的芳烴中苯、甲苯、乙苯分別為： 、 、 所以帶入、帶出的各部分熱為： 3Q = kJ 9Q = J 12Q = J 14 表 輸入 `(kJ/h ) 輸出 熱量 (kJ/h ) 原料乙烯帶入熱 1Q 0 塔頂尾氣帶出熱 8Q 新鮮苯帶入熱 2Q 0 蒸發(fā)熱及蒸汽帶出熱 9Q 回流苯帶入熱 3Q 循環(huán)苯帶入熱 4Q 0 烷基化液苯乙苯帶出熱 10Q 3Al Cl 絡(luò) 合 物 帶 出 熱11Q 新絡(luò)合物帶入熱5Q 熱損失12Q 循環(huán)絡(luò)合物帶熱 6Q 烷基化反應(yīng)熱 7Q 總計 總計 由于等卻尾氣溫度為 400C ，則利用 C~p t 的關(guān)系， 將 T=(65+20)+=： 尾氣平均熱容為 kJ/(kmol k)? Q尾 氣 =? ? (6520)= 8 9 3Q = ( + ) ( ) = 1 4 2 0 7 5 1 1 . 8 4 k JQ Q Q Q?? 尾 氣負 荷 Q =mCp t?負 荷 (35) 查得 nCp = 11J mol k???? pC水 = 11J mol k???? 則 m= 烷基化液冷卻器及冷卻水 查的 25~650C 苯 (l)甲苯 (l)乙苯 (l)的平均恒壓熱容 為： ， ， ? ?kJ/ kg k? ，三氯化鋁，二乙苯的平均熱容為 ， ，則 : Q液 =[ + +(++600) 15 + ] (65－ 25)= k J Q廢 =[(+)? +(+) ] (65－ 25)= k J 1 0 1 1 6= + + +Q Q Q Q Q Q 液負 荷 廢（ ） =+(++) = k J ? ?/ = 1 6 6 .3 4 8 t/hpm Q C t?? 取乙苯為輕關(guān)鍵組分，二乙苯等為重關(guān)鍵組分 已知塔頂乙苯 %? 壓力 ? ?1P = 1 0 0 m m H g = 8 7 . 8 k P a絕 對 壓 力 塔底乙苯 =% 壓力 ? ?1P = 3 0 0 m m H g = 6 1 . 5 3 k P a絕 對 壓 力 表 組分 苯 乙苯 二乙