【正文】 則計(jì)算出塔高=表 45 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總一覽表名稱 符號(hào) 單位 設(shè)計(jì)結(jié)果塔形 精餾段 提餾段塔徑 D m 板間距 THm 溢流形式 單溢流 單溢流堰型 平堰 平堰堰長(zhǎng) wlm 堰寬 dWm 堰高 whm 降液管底隙 0m 降液管面積 降液管面積。167。（4）液泛驗(yàn)算 為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清夜層高度 dLpdwThH????)(精餾段： =)(LwSd? Hd= 取 =(+)=.??)wThH?（ Hd )wT?（ 所以在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生液泛。（3）漏夜的驗(yàn)算精餾段： smhCu VLow/ ).(40/).??????? 篩板的穩(wěn)定系數(shù) K= ??owu 故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量漏液。aaL . ??（2）霧沫夾帶量的驗(yàn)算精餾段： 氣液 kghHuefTaV /01.)()( ?????????小于 液/kg 氣 故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過(guò)量霧沫夾帶。 流體力學(xué)驗(yàn)算（1）板壓降 ： =ph?lc?精餾段：a 、干板壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?；ch 依 =5/3= 查圖知 C0=?0d= = =)(?）（?)()(? b、氣流穿過(guò)板上液層壓強(qiáng)降的液柱高度 ；lhsmAVufTSa /??? 24?VF? 查得充氣系數(shù) ? hLl ??? c、克服液體表面張力壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?；?h=? mgdL 3???? = =?lc? 是設(shè)計(jì)允許值。0ulLhwSo??精餾段：h o= m 提餾段：h o=167。 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）選管 選用單流程弓形降液管（2）單流型堰長(zhǎng) lw=()D a、溢流堰長(zhǎng) 精餾段： lw== 提餾段： lw== b、出口堰高 精餾段：h w=hLhow lw/D= Lh/ = = ,由液流收縮系數(shù)計(jì)算圖知 E= how= =2)(? hw== 提餾段：h w=hLhow lw/D= Lh/ = = , 由液流收縮系數(shù)計(jì)算圖知 E= how= =2)(? hw==c、降液管寬度 Wd 與降液管面積 Af 由 lw/D= 查弓形降液管的寬度與面積知 Wd/D= Af/AT=精餾段：W d= Af= =㎡24D? 停留時(shí)間： = =(5s；符合要求 )?STfLH提餾段：W d= Af= =㎡24D? 停留時(shí)間： = =(5s；符合要求 )?STfLHd、降液管底隙高度 ho=()39。提餾段：查史密斯關(guān)聯(lián)圖得：=1)(VLS?）（C=C20 =?=C =??u= =D= = ?uS4圓整為 ,空塔氣速 u=。167。（2）平均摩爾質(zhì)量MV= ML=?iyix塔頂：MVDm=+++ =；MLDm=+++ =；塔釜：MVWm=+++ =；MLWm=+++=；進(jìn)料: MVFm=+++ =；MLFm =+++ =；提餾段：M Vm=(+)/2=； MLm=(+)/2=；精餾段：：M Vm=； MLm=；（3）平均密度 m? L= + + + a 為組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)m1L?AaLBCLD塔頂： = + + + =進(jìn)料： = + + +F? =?塔釜： = + + + =所以 提餾段： =? 精餾段： = V=Vm?平 均RTMP提餾段： = =）（ ??精餾段： = =?）（ .9.（3）液體表面張力=m?inix???1塔頂：=+++ =進(jìn)料：=+++? =塔釜：=+++? =提餾段： =精餾段： =?（4）液體黏度=Lm?inix??1塔頂：=+++? =進(jìn)料：=+++ =塔釜：=+++? =提餾段： = sL?精餾段： = sm?（5）精餾段：V=(R+1)D=；VS= =；?L=RD=；LS= =；..Lh=。泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí) =nlg])(l[2hDlWlFX?n/m= n：精餾段理論板數(shù)m：提餾段理論板數(shù)， 包含再沸器。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）脫乙醛塔的組分及其含量數(shù)據(jù)。V= H= HD24?由此可求得 D= H=表 43 單效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)結(jié)果蒸發(fā)器傳熱面積 A/m 2 加熱管的管數(shù) n 48循環(huán)管的內(nèi)徑 D 1/mm 273加熱室直徑 D/mm 466分離室直徑 H/mm 1800分離室高度 D/mm 2700167。（5）分離室的直徑和高度分離室的體積為：V= = =??3mW：蒸發(fā)器的二次蒸汽量,kg/h；：蒸發(fā)器的二次蒸汽密度，kg/ 。表 42 管外徑與管心距的關(guān)系加熱管外徑 do/mm 19 25 38 57管心距 t/mm 25 32 48 70則加熱室直徑：D=t( 1)+2 =70( 1)+2=466mm39。Dnd????對(duì)于加熱面積較小的蒸發(fā)器，應(yīng)取較大的百分?jǐn)?shù)，此處取 求得循環(huán)管的內(nèi)徑為 ： ?經(jīng)圓整得 ，選用熱軋無(wú)縫鋼管： 。 ()(.0)SndL??????取管子數(shù)為 48。（2）加熱管的選擇與管數(shù)的設(shè)計(jì)因?yàn)橛幸捉Y(jié)垢的物質(zhì)，蒸發(fā)器的加熱管選用 [25] ,??度選為 。167。 蒸發(fā)器的選擇理由為了達(dá)到蒸發(fā)出絕大部分的粗乙酯混合物目的，本設(shè)計(jì)中必須引用一種蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器的選擇過(guò)程中，首先考慮到要蒸發(fā)物質(zhì)的特性以及工程成本等諸多因素。則??????表 41 縮合釜設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)結(jié)果反應(yīng)釜體積 V/m 3 筒體與封頭連接方式 焊接筒體和封頭的直徑 D/mm 3000筒體高度 H/mm 4800夾套直徑 D j/mm 3100封頭高度 h/mm 750夾套高度 Hi/mm 3800傳熱面積 F/m 2 內(nèi)筒筒體厚度 /mm?10167。則 d≥365 ??3?nP式中，d——攪拌軸直徑，mm； P——攪拌功率，kW ；n——攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min；——材料許用壓力，MPa。（2）攪拌軸直徑經(jīng)查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》得，攪拌軸材料選用 45 鋼 [24]。 攪拌裝置的設(shè)計(jì)（1）攪拌器的型式與主要參數(shù)考慮其工藝條件和攪拌容量，查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得，本設(shè)計(jì)采用槳式直葉攪拌器。n?（9）內(nèi)筒筒體厚度與封頭厚度查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 ，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得：內(nèi)筒筒體厚度與封頭厚度均取10mm。查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得，夾套厚度為：= +C2=?pPDti???][2夾套封頭厚度為：= +C2=?][2???式中，p——設(shè)計(jì)壓力，；——在設(shè)計(jì)溫度下 Q235B 鋼的許用壓力，113MPa ；??t C ——腐蝕裕量，2mm 。i（7）傳熱面積 F查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得，封頭內(nèi)表面積 Fh＝ ，筒體一米高內(nèi)2表面積 F1＝ m 。（6）確定夾套高度 查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得，當(dāng)公稱直徑 DN＝3000mm 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的容積 V ＝ ，筒體每一米高的容積 V ＝ 。4=,曲面高度為 750mm，直邊高度 h0=40mm。封頭取相同的內(nèi)徑。則反應(yīng)釜直徑估算如下：iDH ????iaiV (式中， D ——反應(yīng)釜筒體內(nèi)徑； H—— 筒體高度。查化工設(shè)計(jì)手冊(cè)得，對(duì)密封要求較高時(shí)，采用焊接連接。3（2）確定筒體與封頭型式以及連接方式由本設(shè)計(jì)的聚合條件以及該設(shè)備的工藝性質(zhì)，可以知道其屬于帶攪拌的低壓反應(yīng)釜類型。 縮合釜體的設(shè)計(jì)（1）反應(yīng)釜的體積反應(yīng)釜中各個(gè)物質(zhì)的體積：乙酸乙酯： = 90533m乙醛： =乙醇： = .93乙醇鋁： =輕組分： = 水： =總體積= m 查得，裝料系數(shù) 為 ，則反應(yīng)釜的體積 V=247。401.7?第 4 章 設(shè)備選型及車間布置經(jīng)濟(jì)核算167。?167。 脫重組分精餾塔的熱量衡算167。 冷凝器的冷凝量Q2=[ +( （乙酸乙酯）)]dTaTa??? 43210 )( m??r+[( （乙醇))+ ]m??r dTa?? 43210 )(=106kJ/h用 10℃下的鹽水進(jìn)行冷卻，冷凝器冷卻水的進(jìn)口溫度為 10℃，出口溫度為20℃，則單位時(shí)間內(nèi)需 10℃鹽水的質(zhì)量為：W= =104kg/h。則需飽和水蒸氣的質(zhì)量為：W= =。167。 脫乙醇塔的熱量衡算 由后面的計(jì)算可知，回流比 Rmin=，R=2R min=3。 冷凝器的冷凝量Q2= [ +( (乙縮醛）)]??? 32)( m??r =106kJ/h該冷凝器采用進(jìn)口溫度為了5℃，出口溫度為 5℃的冷凍鹽水，則需冰凍鹽水的質(zhì)量為：W= =104kg/h。加熱介質(zhì)采用 下的飽和水蒸氣，冷卻水為 100℃的水，則需水蒸氣的量為：W= =。則上升蒸汽流量：V=(R+1) D=4=167。則單位時(shí)間內(nèi)需 5℃下冷凍鹽水的質(zhì)量為: W= =106kg/7?167。hkJHH/ ????該冷凝器仍采用冷卻鹽水，將一釜和二釜的出口鹽水用于該冷凝器的進(jìn)口冷卻鹽水。 冷凝器的熱量衡算 將 90℃的蒸氣冷凝到飽和進(jìn)料溫度，脫乙醛精餾塔飽和進(jìn)料溫度為 ℃。100℃下的飽和蒸氣的壓力為 ,汽化潛熱 r= [22]。 單效蒸發(fā)器的熱量衡算該蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度為 90℃，有少量的水占用的熱量小，可忽略不計(jì)，且設(shè)單效蒸發(fā)器的熱量損失為 1%。()PCkJgK??則單位時(shí)間內(nèi)需要冷凍的量為：W= =105kg/h。 二步縮合釜熱量衡算主 =???? dTDCBTA??)( + .. 32 + （乙酸乙酯）????r =106kJ/h副 =??3dTDCBTA??)( + ? + 108（1025）+ （乙縮醛）. ?9m??r + ??? 32)(=103kJ/h二步縮合釜所承受的熱量 Q=（ 主 + 副 ）=10 6kJ/h?反應(yīng)放出的熱同樣用5℃的冷凍鹽水進(jìn)行冷卻,進(jìn)口溫度為5℃,出口溫度為5℃。()PCkJgK??則單位時(shí)間內(nèi)需要冷凍的量為：W= =106kg/h。 一步縮合反應(yīng)釜的熱量衡算 工段溫度 10℃，物料由 25℃降到 10℃的熱量衡算：A 01 流股由 25℃到 10℃（催化劑）1（乙酸乙酯） = ??390dTDCBTA?? 32)( = （）= 105kJ/h.2(乙醇 )=???? 32)(=104kJ/h3（乙醇鋁）=??dT??.=103kJ/h反應(yīng)產(chǎn)生的熱量主 = +????)(+ （乙酸乙酯）???)( ???r=107kJ/h副 =（ ）?????)( + + （乙縮醛））（ ???r + . dTDCBTA??.283159 32)( =104kJ/h則反應(yīng)釜需要承受的熱量：Q=（ 1（乙酸乙酯）+ 2(乙醇）+ 3（乙醇鋁） + 主 + 副 ）?????? =107kJ/h 反應(yīng)放出的熱用5℃的冷凍鹽水進(jìn)行冷卻,進(jìn)口溫度為5℃,出口溫度為 5℃。表 31 氣體熱容溫度關(guān)系式系數(shù) [30,31,32]物質(zhì) 432101/ TaaTKmolJCidp ??????0a10311052108 1011乙醇 乙醛 水 乙酸乙酯 表 32 液體熱容溫度關(guān)聯(lián)式系數(shù)物質(zhì) 3211/ DTCBAKmolJCp ?????A B102 C104 D106乙醇 乙醛 水 乙酸乙酯 表 33 物質(zhì)的沸點(diǎn)及正常沸點(diǎn)下的蒸發(fā)焓物質(zhì) 沸點(diǎn)/℃ （ ）蒸發(fā)焓/KJ表 28 脫重組分塔物料衡算　 進(jìn)口物料/(kg/h) 出口物料/(kg/h)乙酸乙酯 乙醛 乙醇 水 乙縮醛 總計(jì) 第 3 章 熱量衡算167。塔底產(chǎn)品中乙縮醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %。表 27 脫乙醇塔物料衡算　 進(jìn)口物料/(kg/h) 出口物料/(kg/h)乙酸乙酯 乙醛 乙醇 水 乙縮醛 總計(jì) 167。 脫乙醇塔的物料衡算EE 流股中，乙醇和乙酸乙酯形成共沸精餾， 該流股物料去回收工段。 脫乙醛塔的物料衡算在該塔中，塔頂組分乙醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù) xd1=,xd2=,xw= C1(D1) C1 流股中：乙醛 =乙酸乙酯 （）= C2 流股中（側(cè)線出料）：水：=乙醇：=(D2)乙酸乙酯：=乙醛：=圖 22 脫乙醛塔示意圖 A4 流股中：乙醛:乙醇:=乙酸