【正文】 ???????me V 00 67 00 39。 ??? ??? ?? (4)氣體通過(guò)每層塔板液柱高度 ph 可按下式計(jì)算： ?hhhh lcp ??? ○ 1 精餾段： mh p ???? 精餾段總壓降 mp ???? 液柱 ○ 2 提餾段： mh p 39。39。39。 ????VaSa AVF ?,查圖得 39。 ??????????????? (2)濕板壓降 lh )( owwl hhh ?? ? 式中 ? — 塔板上液層充氣系 數(shù)，可由 充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖 查出，其橫坐標(biāo)VaSVaa AVuF ?? ?? 圖 39 充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖 ○ 1 精餾段： 3 7 4 4 9 ???? VaSa AVF ?，查圖得 ?? ，則 mhhh owwl 0 3 3 7 )0 0 4 ()( ?????? ? ○ 2 提餾段： 39。39。 ??? ??? 符合工藝要求 。0h 時(shí)的速度 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 36 smsmhl Lw s /339。039。 取降液管底隙高度 mh 39。在設(shè)計(jì)中，塔徑較小時(shí)可取 0h 為 25 30mm ，塔徑較大時(shí)可取 0h 為 40mm 左右，最大可達(dá) 150mm 。降液管底隙高度 0h 應(yīng)低于出口堰高度wh ，才能保證降液管底端有良好的液封，一般應(yīng)不低于 6mm。 降液管底隙高度 降液管底隙高度 0h 是指降液管底邊與塔板間的距離。 ????? 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34 弓形降液管的寬度和橫截面 圖 37 弓形降液管的參數(shù)圖 由 ?Dlw 在弓形降液管的參數(shù)圖中查得 12 ,07 ??DWAA dTf，則 mA f ??? , mW d ??? 驗(yàn)算降液管內(nèi)停留時(shí)間： (1)精餾段： sLHA S Tf 3 ????? ?? (2)提餾段： sLHA S Tf 339。039。 ??? 取內(nèi)、外堰高 mhw 39。 ????????? ????? ? 前假設(shè) mhL 39。 ????? ?DllL ww s，查圖得 39。一般設(shè)計(jì)時(shí)不宜大于 60～ 70mm，超過(guò)此值時(shí)可改用雙溢流形式。 wslL 圖 35液流收縮系數(shù)計(jì)算圖 (1)精餾段： , 360 010457 3 ??????DllL ww s，查圖得 ?E ， 堰上液層高度對(duì)塔板的操作 性能有很大的影響。2 ?? 溢流堰及降液管的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)選擇單溢流的弓形降液管。m a x????????????????? 圓整： mD ? 橫截面積 : 2239。39。39。39。 ?????????????????? ?CC,則muVDsmuusmCuSVVL1 4 6 8 8 7 0 7 8 /6 8 4 /1 4 9 7 9 7 2 60 6 239。39。 ???? 查圖可知： 39。 ? ，則 mhH LT 39。1 ?? 橫坐標(biāo)數(shù)值： 2/132/1 ????????????????????VLSSVL ?? 取板間距： mHT 39。例如在塔體人孔處，應(yīng)留有足夠的工作空間，其值不應(yīng)小于 600mm。 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 化工生產(chǎn)中常用板間距為： 200， 250， 300， 350， 400， 450， 500， 600， 700，800mm。板間距與塔徑之間的關(guān)系，應(yīng)根關(guān)系，應(yīng)根據(jù)實(shí) .情況，結(jié)合經(jīng)濟(jì)權(quán)衡，反復(fù) .整，已做出最佳選。所以在選取板間距時(shí)，要根據(jù)各種不同情況予以考慮。高的空塔氣速，對(duì)塔板效率、操作彈性及安裝檢修有利；但板間距增大后，會(huì)增加塔身總高度，金屬消耗量，塔基、支座等的負(fù)荷，從而導(dǎo)致全塔造價(jià)增加。選取時(shí)應(yīng)考慮塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、操作彈性及塔的安裝檢修等因素。 139。 ????????? FD WDFD WF xx xxqxx xxRR 提餾段操作線方程 39。 已知精餾塔的條件 Fx =%, Dx =64%， Wx =%， q =， R =10 相對(duì)揮發(fā)度年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 ?? 相平衡方程yyyyx )1( ????? ?? 精餾段操作線方程 11 ???? RxxRRy D 0 5 ?? x 塔釜汽相回流比 39。 同樣，精餾段和提餾段的液相摩爾流率不一定相等。1 LLLLL nn ????? ??? 式中 L──精餾段內(nèi)液體的摩爾流量， kmol/h； 39。39。39。 (2)恒摩爾溢流 假定在精餾塔的精餾段內(nèi)，由每層板下降的液相摩爾流率都相等，在提餾段也是如此。V ──提餾段每板的汽相摩爾流率， kmol／ h。239。 139。即 精餾段 VVVVV nn ????? ? 121 ?? 提餾段 39。 對(duì)圖 102l 中的虛線圖作總物料衡算，可得 DLV nn ???1 易揮發(fā)組分的物料衡算方程為 Dnnnn DxxLyV ???? 11 或 Dnnnnn xDL DxDL Ly ????? 1 式中 nx ──離開 n 板液相中輕組分的摩爾分率； 1?ny ──離開 n+1 板氣相中輕組分的摩爾分率； nL ──離開 n 板液相摩爾流率， kmol/h； 1?nV ──離開 n+1 板汽相摩爾流率， kmol/h。 3/kgm 精餾段頂板氣相負(fù)荷 VS2 ，產(chǎn)生內(nèi)回流量 hkJ /2 1 0 85 7 8 1)550( 4 1 4??????????塔頂汽化潛熱餾出液溫度）餾出液比熱（塔頂溫度回流比餾出量 smRV PS /29 00 21 8)110(14 436 00 1 32 ?? ???????? ? ）餾出量（ P? 餾出液汽重密度 精餾段平均氣相負(fù)荷 smVVV SSS / 321 ????? 進(jìn)料板上一塊板的液相負(fù)荷 Ls1 ∵FSSFLL ??3 60 01 ?? ∴ smFLLFSS /101 2 3 13 6 0 01 6 5 2 81 4 4 6 0 0 33339。1 ?? ??????? ?? 其中， F — 進(jìn)料流量 。 ????? 三、 求精餾段氣液負(fù)荷 進(jìn)料熱狀況參數(shù) 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 1 4 6 2 1 3 6 2 ????????? ）（進(jìn)料汽化潛熱 進(jìn)料汽化潛熱加料溫度）（塔中溫度進(jìn)料比熱? 進(jìn)料板以上第一塊板的氣相負(fù)荷 VS1 ∵FSSFVV ??36 00 )1(139。39。 ??? (37) ∴ smVS /7 0 8 6 0 07 3 5 7 339。? ∴iSHQV?39。39。 )( (33) TCVVHQ iV 39。39。39。sV 和下降液體量39?！? 汽化潛熱 kJ/kg 汽相重度 kg/m3 液相重度 kg/m3 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 表面張力 dyn/cm 粘度 cp 精餾塔汽液負(fù)荷計(jì)算 因?yàn)樗蟹肿悠瘽摕岵坏?，所以不能用恒分子流的方法?jì)算氣液負(fù)荷。 p 為塔頂壓力， t 分別 為進(jìn)料溫度、餾出溫度、塔 底溫度?！? 釜液平均比熱 = CiVACVAC%+CiMeOACMeOAC%+CiH2OH2O% =%+%+% =℃ ） 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 進(jìn)料平均比熱 = CVAcVAc%+CMeOACMeOAC%+CH2O H2O% +CAedAed%+CMeOH MeOH%+CMe2COMe2CO% =%+%+%+%+%+% = %= 表 32 三塔餾出液 序號(hào) 名稱 公斤 /時(shí) 組成（重量 %） 1 2 3 4 5 6 醋酸乙烯（ VAC） 醋酸 甲酯（ MeOAC） 水（ H2O） 乙醛（ Aed） 丙酮（ Me2CO) 甲醇（ MeOH） 四塔的進(jìn)料為三塔的餾出液，則四塔進(jìn)料可知 表 33 四塔進(jìn)料 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 7 合計(jì) 醋酸乙烯（ VAC） 醋酸 甲酯（ MeOAC） 水（ H2O） 乙醛（ Aed） 丙酮（ Me2CO) 甲醇（ MeOH） 硫叉二苯胺（ TDA） 100 86 74 18 44 58 32 100 四塔餾出液中丙酮量與進(jìn)料丙酮量不變，則 餾出液量 247。 247。 44=精餾送出醋酸乙烯量247。 精餾送出醋酸乙烯量： 已知皖維采用低堿法生產(chǎn)的聚乙烯醇平均純度為 94%，按照年生產(chǎn)時(shí)間 8000小時(shí)計(jì)算， 醇解工序收率為 %，精餾工序的收率 %， 聚合轉(zhuǎn)化率為 50%， 則 30000 1000247。 工 藝流程 圖 見附錄。 回流比的選擇與塔板數(shù) 實(shí)際回流比總是介于最小回流比和全回流兩種極限之間。 附屬設(shè)備 的選擇 本設(shè)計(jì)選擇用冷卻水冷卻，采用 冷 凝器。 (2) 能用水將餾出物冷卻，在常壓下實(shí)現(xiàn)醋酸乙烯和聚醋酸乙烯的分離。 操作壓力的選擇 精餾操作有常壓，加壓和減壓。在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)考慮余熱的利用。 裝置流程的確定 精餾裝置包括精餾塔，原料預(yù)熱器，再沸器，冷凝器等裝備，熱量自塔底輸入， 物料在塔中多次部分被汽化和冷凝進(jìn)行精餾操作，由冷凝器中冷卻介質(zhì)將熱量帶走。 實(shí)際上， 任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要求， 況且上述要求中有些也是互相矛盾的。 (5) 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。對(duì)于減壓精餾操作，過(guò)大的壓力降還將使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。 (2) 操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣 (汽 )、液負(fù)荷有較大范圍的變動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長(zhǎng)期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 塔設(shè)計(jì)原則 總的原則是盡可能多地采用先進(jìn)的技術(shù)， 使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、 經(jīng)濟(jì)合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低能耗的原則，精餾所進(jìn)行的是氣 (汽 )、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣 (汽 )、液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣 (汽 )、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。 以上三項(xiàng)原則在生產(chǎn)中都是同樣重要的。 （ 3） 保證安全生產(chǎn) 例如 醋酸乙烯酯 屬易燃物料， 不能讓其蒸汽彌漫車間， 也不能使用容易發(fā)生火花的設(shè)備。 降低生產(chǎn)成本是各部門的經(jīng)常性任務(wù)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，是否合理利用熱能，采用哪種加熱方式，以及回流比和其他操作參數(shù)是否選得合適等，均要作全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些。又如冷卻水出口溫度的高低 ，一方面影響到冷卻水用量，另方面也影響到所需傳熱面積的大小，即對(duì)操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)都有影響。 （ 2） 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備及基建費(fèi)用。因此，在必要的位置上要裝置調(diào)節(jié)閥門，在管路中安裝備用支線。為此，必須具體考慮如下幾點(diǎn)： (1)滿足工藝和操作的要求 所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備，首先必須保證產(chǎn)品達(dá)到任務(wù)規(guī)定的要求，而且質(zhì)量要穩(wěn)定，這就要求各流體流量和壓頭穩(wěn)定，入塔料液的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而需要采取相應(yīng)的措施。而精餾工序中 四 塔所精餾的醋酸乙烯酯是能夠達(dá)到聚合原料的純度要求，所以本設(shè)計(jì)應(yīng)確定對(duì) 四 塔設(shè)備的設(shè)計(jì)。 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 ，我國(guó)聚乙烯醇及 其下游產(chǎn)品的出口已有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)在擴(kuò)大聚乙烯醇