【正文】 smVsmVss//3min,3max,?? 故操作彈性為 min,max, ?ssVV 所設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總見(jiàn)下表 36。 年產(chǎn) 25 萬(wàn)噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì) 35 圖 36 精餾段塔板的年負(fù)荷性能圖 在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn) A，鏈接 OA，即作出操作線。 表 35 精餾段液泛 線數(shù)據(jù)表 13/ ??smLS 13/ ??smVS 由以上數(shù)據(jù)表可作出液 泛 線 5。由式得： smHALsLHATfsSTf/4443m a x, ??????? 根據(jù)此可作出與氣體 流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線。 液相負(fù)荷下限 對(duì)于平直堰，取堰上層高度 owh 最為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)由式得： 年產(chǎn) 25 萬(wàn)噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì) 33 smLLElLEhSSwSow/360010001360010003m i n32m i n32???????????????????，，則取 根據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線了。求 SS LV? 關(guān)系如下： 依式： 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 mHNLLhhowhhVVAAVuhHulTsSwwfSSfTsafTav.50m/36001000)(332322,36??????????????????? ??????????????????????，已知 ?? 323232s36)(.10ssSsLLVLV????????????????? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) SL 值以上式計(jì)算 SV 值，結(jié)果見(jiàn) 表 34。 表 33 精餾段漏液線數(shù)據(jù)表 13/ ??smLS 13/ ??smVS 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線 1。 mhhhH dLpd 1 8 0 9 38 4 ??????? 由上述計(jì)算可知： ? ?wTd hHH ??? ，因此本設(shè)計(jì)不會(huì)發(fā)生液乏現(xiàn)象。 液泛 為防止塔內(nèi)降液管發(fā)生液乏，降液管內(nèi)液層高 dH 應(yīng)服從下式的關(guān)系，即： ? ?wTd hHH ??? 乙苯 苯乙烯物系屬一般物系，取 ?? ，則? ? ? ? mhH wT ?????? 。 氣液氣液 kgkgkgkghHuefTav/.10/3366?????????????????????????????? 故本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量 ve 在允許范圍內(nèi)。且本例的塔徑液流量均不大，故可不考慮液面落差的西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 影響。 篩板的流體學(xué)驗(yàn)算 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 塔板壓降 （ 1）干板阻力 ch 計(jì)算 由 ???d ，查 圖 34《干篩孔的流量系數(shù)圖》得 ?C ，得 mCuhLVC2020????????????????????????????????????? 圖 34 干篩孔的流量系數(shù) （ 2）氣體通過(guò)液層得阻力 lh 計(jì)算 smAAVufTsa/8 8 ????? 5 5 1 3 ???? Vao uF ? 查圖 35充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖得 ?? 年產(chǎn) 25 萬(wàn)噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì) 29 故 ? ? ? ? mhhhh owwLl 0 6 0 ??????? ?? 液柱。篩孔按正三角行排列，取孔中心距 mmdt 752533 0 ???? ，則篩孔數(shù)目5 2 9 01 5 2 ?? t An a 個(gè)。 塔徑 /mm 800~1200 1400~1600 1800~2020 2200~2400 年產(chǎn) 25 萬(wàn)噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì) 27 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 邊緣區(qū)寬度取 MWmWW CSS ???? ；。西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 圖 33 弓形降液管參數(shù)圖 （ 4） 降液管底隙高度 0h mLLhWs1 1 00??????? 取 sm/ ??? mhhw 2 9 0 ???? 特殊情況 0hhw ? ，則應(yīng)取 0hhw ?? ，選用凹形受液盤(pán)。 （ 3）弓形降液管寬度 Wd和截面積 fA 。mDh . ???上封頭 ， mDh . ???下封頭 。mhH LT ???? 查《史密斯關(guān)聯(lián)圖》得： C20= 081 )20()20( ??? LCC? 年產(chǎn) 25 萬(wàn)噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì) 23 圖 32 《史密斯關(guān)聯(lián)圖》 得 smu/2 5 5 680 81 a x???? 取安全系數(shù)為 ，則空塔系數(shù)為： smsmuu /???? 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 塔徑muVD si?????? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑元整后，塔徑 mD 7 ??? 塔截面積 222 mDA T ???? ? 實(shí)際空塔氣速 smu /78 ??。 精餾塔塔體工藝尺寸的計(jì)算 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣液相體積流率如下。 由 CtF ? ，得 sP ?? ? ； sP ?? ? ，解出進(jìn)料板液相平均粘度 sm P aLF ?????? ? 。得進(jìn)料板液相平均表面張力： mmMLD / ?????? ， 由以 上計(jì)算結(jié)果得精餾段液相平均表面張力： mmNLm /0 8 2)( ????。 由 CtD ? ，查手冊(cè)得： m/m16 M?乙苯? ； m/m20 M?苯乙烯? ，得塔頂液相平均表面張力 mmNL Dm / ?????? 。 液相平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算。 )(??????? A 則進(jìn)料板得平均密度計(jì)算如下。 k m olkgMk m olkgML F MVFM/)(/)(???????????? （ 3）精餾段的平均摩爾質(zhì)量 k m o lkgMk m o lkgMLMVM/)(/)(?????? 平均密度的計(jì)算 （ 1）氣相平均密度計(jì)算 由理想氣態(tài)方程計(jì)算，即； 3/)(mkgRTMPmVMmVM??????? 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 （ 2）液態(tài)平均密度計(jì)算 液相平均密度依下式計(jì)算，即； ?? iiLm a ??1 由 CtD ? ，查手冊(cè)得： 3/760 mkg?乙苯? ； 3/790 mkg?苯乙烯? ，計(jì)算塔頂液相平均密度 mLD? ，結(jié)果如下： 3/1 mkgL D m ???? 由 CtF ? ，查手冊(cè)得 3/ mkg?乙苯? ； 3/790 mkg?苯乙烯? 。 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 （ 1）塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由1111 )1( xaxayyxDDD ????? 、得以下結(jié)果。 精餾塔工藝條件 及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算 以精餾段為例進(jìn)行操作壓力的計(jì)算 由塔頂操作壓力 PD=，取每層塔板壓降 akpp ?? ，得進(jìn)料板壓力aF kpP 3 0 1 ???? ；精餾段平均壓力am kpP )( ???。由此得全塔效率 )( ?? ??mT aE 。 圖 31 理論塔板層數(shù)圖 全塔效率求解 根據(jù)公式 )(e xp D TECinTTBA ????? ，式中 A、 B、 C、 D、 E均為系數(shù)，求得在塔頂、塔底溫度下的粘度如下表 32。 ?? Fq xx 4 )1(1 ????qmqmq xxy ?? 最小回流比 mi n ??? ? qq qD xyyxR 實(shí)際回流比 min ?? RR 求精餾塔的氣液相負(fù)荷 hk m o lVVhk m o lFLLhk m o lDRVhk m o lDRL/2 92/0 25 6/2 92)1(/4 70 7????????????? 上述式中 LL ?、 分別為精餾段、提溜段上升蒸汽流量； VV ?、 分別為精 餾段、提溜段下降液體的量。原料液、塔頂及塔底產(chǎn)品的揮發(fā)度 WDF ??? 、 分別計(jì)算結(jié)果如下。 同理，得塔釜溫度 T=418K； PA=； PB=。假設(shè)T=414K=1410C，代入公式 得 PA=； PB=；由 760/sPK ? ，得???? BA KK ；；把 BA KK； 代入公式)1( ???? FBFA xKxK ，符合要求，所以進(jìn)點(diǎn)泡料溫度 T=414K=1410C。 又已知 WDF WxDxFx ?? ，則當(dāng)產(chǎn)量 kgW ?? ，開(kāi)工時(shí)間為h720204330 ?? 。 k m olkgMkm olkgMkm olkgMWDF/ 04/ 05/ 04??? （ 3） 物料衡算 根據(jù)無(wú)量守恒可知： F=D+W。 精餾塔的物料衡算 乙苯的摩爾質(zhì)量 MA= 苯乙烯的摩爾質(zhì)量 MA=（ 1） 原料液、塔頂及塔底產(chǎn)品的摩爾分率 XF、 XD、 XW分別計(jì)算結(jié)果如下。 表 31 原始數(shù)據(jù)表 基本量 分子量 常壓沸點(diǎn) K(xi)wt％ A B C 苯 甲苯 乙苯 二乙苯 三乙苯 焦油 乙烯 方程式： WDF ?? DxiWxiFxi ?? 操作條件 ：設(shè) 年工作 300天 ， 每天 24小時(shí) ， 總工作時(shí)間 為 24 300=7200小時(shí) ， 生產(chǎn)能力為： 25萬(wàn)噸每年； 進(jìn)料組成 ： 60%； 塔底產(chǎn)品組成 ＞ 98%； 塔頂產(chǎn)品組成 ＜ 2%。塔釜即循環(huán)乙苯，進(jìn)入循環(huán)乙苯塔冷卻器，送到中間倉(cāng)庫(kù)循環(huán)乙苯罐 [22]。塔頂產(chǎn)品苯乙烯，純度 (重量 )，塔釜苯乙烯焦油 (三 廢之一 )。 苯乙烯精餾工段 (1) 粗苯乙烯塔 爐油自中間 倉(cāng)庫(kù)送來(lái)，進(jìn)入粗苯乙烯塔由再沸器加熱精餾，塔頂產(chǎn)物苯，甲苯，乙苯輕組分進(jìn)入循環(huán)乙苯塔的底部產(chǎn)物苯乙烯和苯乙烯焦油。 (4) 二乙苯塔 來(lái)自精乙苯塔釜液的料液根據(jù)不同組成進(jìn)入二乙苯塔不同進(jìn)料板．塔頂?shù)?N乙年產(chǎn) 25 萬(wàn)噸苯乙烯工藝設(shè)計(jì) 13 苯，塔釜得到多乙苯。塔釜液 (主要是乙苯和二乙苯 )用釜液泵送至乙苯塔。 乙苯精餾工段 (1) 干燥苯塔 來(lái)自中間倉(cāng)庫(kù)原料苯罐經(jīng)原料泵送來(lái)的含水 900ppm的原料苯，進(jìn)入回流罐油相區(qū)；來(lái)自循環(huán)苯塔的含水量 2500ppm的循環(huán)苯，與苯干燥塔頂蒸出的經(jīng)過(guò)冷凝的苯冷卻后進(jìn)入回流罐分相區(qū)．塔頂氣相溫度 81℃ 經(jīng)預(yù)熱器與進(jìn)料換熱器后，進(jìn)入冷凝器用循環(huán)水冷凝，冷凝后循環(huán)苯塔回流泵送來(lái)的循環(huán)苯一起進(jìn)入冷卻器用循環(huán)水冷卻器用循環(huán)水冷卻后進(jìn)入回流罐分層區(qū)，上層脫水苯溢流至油相區(qū)，下層水相從集水包間斷排入 11號(hào)管線塔釜為干燥苯，采出送至中間倉(cāng)庫(kù)干燥苯罐 [18,19]。反應(yīng)產(chǎn)物自烴化反應(yīng)器上部各自流至冷卻器，冷卻 65℃