【正文】 因此與氣體流經(jīng)塔板 的壓降相當?shù)母叨葹? mh P 0 6 3 3 ??? PaghP LpP 222 ?????? ? 淹塔 為防止發(fā)生淹塔現(xiàn)象，要求控制降液管中清液高度 ，)( wTd hHH ?? ? dLpd hhhH ???即 精餾段 （ 1） 單層氣體通過塔板壓降所相當?shù)囊褐叨龋?mhp ? （ 2）液體通過降液管的壓頭損失，因不設進口堰 mhl Lh w Sd ) ()( 22020 ????? （ 3）板上液層高度 ，mhL ? mH d ????則 取 ?? ，已選定 mhmH wT 0 3 4 1 ?? ， 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 28 則 mhH wT )0 3 4 ( ????? ）（? 可見 1dH ＜ 1）（ wT hH ?? ，所以符合防止淹塔的要求 提餾段 （ 1） 單層氣體通過塔板壓降所相當?shù)囊褐叨龋?mhp ? （ 2）液體通過降液管的壓頭損失 mhl Lh w Sd 0 1 )0 3 4 0 2 2 (1 5 )(1 5 22022 ????? （ 3）板上液層高度 mHmh dL 1 5 1 6 2 ????? ，則 取 ?? ，已選定 mhmH wT ` 2 ?? ， 則 mhH wT 3 9 )0 3 ( ????? ）（? 可見 2dH ＜ 2）（ wT hH ?? ，所以符合防止淹塔的要求 塔板負荷性能圖 霧沫夾帶線 泛點率 = %1 0 0 11111???bFLSVLVSAKCZLV ?? ? 據(jù)此可作出負荷性能圖中的霧沫夾帶線，按泛點率 85%計算 精餾段： ??? ???? SS LV 整理得： ?? SS LV 即 ： SS LV ?? 提餾段： 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 29 2 6??? ?????? SS LV 整理得： 3 ???? SS LV 即 ： SS LV ???? ∴ 得坐標 點數(shù)據(jù)如下： 表 53 霧沫夾帶線數(shù)據(jù) Table 53 entrainment line data 液泛線 dLlcdLpwT hhhhhhhhhH ????????? ?? )（ 由此可確定液泛線，忽略式中 ?h ?????? ???????? 3/202020 )3600(1000 )1()()( w Sww SLvwT l LEhhl LguhH ???? 而 :NdVu S200 4?? 精餾段： ????????? ??? 22222)()( SS LV ?????? ??? 3/23/2)(10002 . 8 40 . 0 3 4 40 . 5 )(1 SLE 精餾段 SL ）（ sm/3 精餾段 SV ）（ sm/3 提餾段 SL? ）（ sm/3 提餾段 SV? ）（ sm/3 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 30 3/2224 SSS LLV ????? ? 整理得： 3/222 2 8 6 1 6 6 9 8 5 SSS LLV ??? 提餾段： ??????? ???? )( . 222SV ?????? ??????? 3/23/222 )(10002. 840. 0380. 5)(1)( SS LEL 3/2225 8 7 5 SSS LLV ???????? ? 整理得： 3/222 1 0 8 1 54 0 0 8 6 44 0 1 2 SSS LLV ?????? 表 54 在操作范圍內任意取若干個對應值 Table 54 in the operating range of any number of corresponding values taken 精餾段 )/( 3 smLS 精餾段 )/( 3 smVS 提餾段 )/( 3 smVS? 液相負荷上限 線 液體的最大流量應保證降液管中停留時間不低于 3～ 5s 液體降液管內停留時間 3??STfLHA? ～ s5 以 s5?? 作為液體在降液管內停留時間的下限 則： smHAL TfS / )( 3m a x ???? 漏液線 對 于 1F 型重閥，依 50?F 作為規(guī)定氣體最小負荷的標準，則0204 NudVS ?? 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 31 精餾段 smVS / 51 1 6 80 4 )( 32m i n1 ????? ? 提餾段 smVS / 51 1 6 80 4 )( 32m i n2 ????? ? 液相負荷下限線 取堰上高度 ?owh 作為液相負荷下限條件作出液相負荷下限線，該線為與氣相流量無關的豎直線 0 0 )(3 6 0 01 0 0 3/2m i n ???????wSl LE 取 ?E 則 smlL wS /0 0 1 8 6 0 0) 1 0 0 ()( 32/3m i n ???? 由以上 各線 作出塔板負荷性能圖 由塔板負荷性能圖可看出： ① 在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點 p (設計點 )處在適宜操作區(qū)內的適中 位置； ② 塔板的氣相負荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制； ③ 按固定的液氣比 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 32 圖 55 精餾 段 負荷性能圖 Figure 55 rectifying section load performance chart 圖 56 提 餾段 負荷性能圖 Figure 56 Load stripping section performance chart 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 33 表 57 浮閥塔工藝設計計算結果 Table 57 valve tower process design calculations 項目 符號 單位 精餾段 提餾段 備注 塔徑 D m 板間距 TH m 塔板類型 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速 u sm/ 堰長 wl m 堰高 wh m 板上液層高度 Lh m 降液管底隙高度 0h m 浮閥數(shù) N 1128 1128 等腰三角形叉 排同一排孔心距 相鄰橫排中心 距離 閥孔氣速 0u sm/ 浮閥動能因子 0F 臨界閥孔氣速 cu0 sm/ 孔心距 t m 排間距 t? m 單板壓降 pp? Pa 650 650 液體在降液管內停留時間 ? s 20 降液管內液層高度 dH m 液 相負荷上限 max)( SV sm/3 液 相負荷下限 in)( mSV sm/3 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 34 第 六 章 塔附件設計 接管設計 ⑴ 塔頂乙醇蒸汽出口管 由前面計算可知：塔頂乙醇蒸汽流量為 ，溫度 ℃ ，則體積流量為： V=MPmRT= 0 546 7 33 1 6 3 3 0 ? ??? ）（ =蒸汽流速 ， 取 u=20 m/s 則出口管面積 S= 360020 ? = 所以：出口管徑 d1=?S4= 查表可用規(guī)格： 12618?? ⑵ 回流液進口管 已知：回流液溫度為 70℃ ， smLL LS / 3111 ??? ? 取液體流速 u=2m/s 則回流液入口管 d2= ?S4 = ?? ==130mm 查表可用規(guī)格： 6140?? ⑶ 塔底出料管 因塔底含醇 %，可近似為水，查表知 ， 100℃ 下水的密度為 1000kg/m3，而塔底出料流量為 ， 1000247。必須采用分塊式塔板，而各分塊板的支承與銜接也要占去一部分泡鼓區(qū)面積，因此排間距不宜采用 ，而應小于此值，故取 mmt 65?? 圖 52 浮閥塔板分塊結構 Figure 52 valve trays block structure 按 t=75mm mmt 65?? 以等腰三角形叉排方式作圖，排得閥數(shù) 1168 個 smu / 1 6 80 4 8 201 ????? 101 ????? VF ? 閥孔動能因數(shù) 01F? 變化不大，仍在 9~12 范圍內。C 液相平均組成 1x ： 154 x?? = 1 ??x 1x =% 氣相平均組成 1y ： y?? = 1 ??y 1y =% 1ML = 1x aM +(1 1x ) bM =%46+(%)18= 1MV = 1y aM +(1 1y ) bM =%46+（ %） 18= aw =11MLMx a = 46% ? =% bw =1 aw ==% 提餾段：同理： 2t =176。 簡化得： y=WL FL ???qFqxWL W W??qFx= 圖解法求理論板 塔板、氣液平衡相圖 由精餾段方程可得在 y 上的交點 (0,),連接兩點，得精餾段操作線。39。 化簡得： y= 1?RR x+ 1x?RD =+ 其中， R=L／ D 為回流比。粗乙醇含水： 10652kg/h 堿液帶水： kg/h 補加軟水： kg/h 123大學 2020屆本科畢業(yè)論文（設計） 8 合計： ： ： 由以上計算列表 33： 表 33 預塔出料流量及組成 Table 33 Pretower discharge flow rate and position 物料量 kg/h C2 H5OH H2O NaOH CH3 CHO C4H9OH 合計 塔頂 塔底 25000 合計 25000 主塔的物料平衡計算 (1) 進料 預后粗乙醇： (2) 出 料 主塔塔釜液中的乙醇占乙醇總量的 %。根據(jù)以上計算列表 31： 表 31 進料量 Table 31 feed rate 組分 乙醇 乙醛 異丁醇 水 合計 流量： kg/h 25000 10652 組成： (wt)% 100 ：據(jù)資料，堿液濃度為 8%時，每噸粗乙醇消耗 kg 的 NaOH。其中冷凝液進入二級冷凝液儲槽，進行脫鹽水萃取，萃取后的乙醇水進入預精餾塔回流槽進行回流，預塔回流槽中需要通過堿液泵加入 2%到 5%的堿液，用于防腐蝕。乙醇混合液首先通過蒸發(fā)得到一定濃度的乙醇溶液，再通過精餾系統(tǒng)達到乙醇的 共沸濃度，最后通過分子篩脫水得到無水乙醇。該塔傳質效率高，傳質空間利用率好，處理能力大，操作彈性大，結構簡單可靠， 抗結垢、防堵 塞性能好 ,由于操作氣速高，氣流自清洗能力強且升氣孔直徑大，很不容易堵塞，投資省，傳質單元的間距較大，便于布置加熱和冷卻排管。 （ 3）填料塔 填料塔是在塔內裝填新型高效填料，如不銹鋼網(wǎng)波紋填料，每米填料相當 5 塊以上的理論板。該塔已經(jīng)逐漸被其他塔代替。所以要根據(jù)企業(yè)的實際條件選擇合適的高效精餾塔。粗乙醇降壓到 后人閃蒸槽，釋放出溶解在粗乙醇中的大部分氣體，出來的粗乙醇則進入精餾塔。 本設計中乙醇產(chǎn)量為 20 萬 t/a，屬于中型產(chǎn)量， 由于生產(chǎn)能力小，蒸汽消 耗量對全廠成本及蒸汽平衡影響比較小，可選用二塔流程。 （ 4）設備投資。 （ 2）蒸汽消耗。因此 .該工藝技術生產(chǎn)能力大，節(jié)能效果顯著，特別適合較大規(guī)模的精乙醇生產(chǎn)。作為一般要求的精乙醇經(jīng)加壓精餾塔后就可以達到合格的質量。 乙醇三塔精餾工藝技術是為了減少乙醇在精餾過程中的損耗，提高乙醇的收率和產(chǎn)品質量而設計的。該工藝具有流程簡單，運行穩(wěn)定，操作方便，一次投資少的特點。 a .雙塔精餾工藝 國內中、小乙醇廠大部分都選用雙 塔精餾工藝傳統(tǒng)的主、預