生產(chǎn)用精餾塔設計方案-文庫吧資料
2025-05-16 13:18本頁面
【正文】 、當操作的氣相負荷低于此線時，將發(fā)生嚴重的漏液現(xiàn)象。將此范圍在直角坐標系中，以液相負荷L為橫坐標，氣相負荷V為縱坐標進行繪制，所得圖形稱為塔板的負荷性能圖。五、塔板負荷性能圖塔板上的異常操作現(xiàn)象包括漏液、液泛和液沫夾帶等，是使塔板效率降低甚至使操作無法進行的重要因素，因此，應盡量避免這些異常操作現(xiàn)象的出現(xiàn)。閥孔動能因子可由下式計算：對精餾段：對提餾段：滿足漏液及正常操作的要求。泄露會降低塔板效率，為了使其影響減小，保證塔板的正常操作，則對于30~34g的閥片可取閥孔動能因子作為漏液點，即必須大于這個值。霧沫夾帶量按照下述公式計算：為塔板上鼓泡層高度，根據(jù)設計經(jīng)驗。對于精餾段，已知hp1=，hL=，主要計算hd，顯然有，因此精餾段滿足條件，不會發(fā)生液泛。對于提餾段：（a）干板壓降干板壓降為：驗算時取（b）液層有效阻力設計時，可按下式計算：（c）塔板壓降滿足要求。精餾段選取N=288，提餾段N=214，都滿足要求F0=8~。對于直徑為1600mm的塔板，選擇堰長lw=1120mm，對于板上液層高度初步確定為70mm，選用平直堰，計算堰上液層高度how，其中E取1，對于精餾段，對于提餾段，塔要求， 則對于精餾段取降液管底隙流速uo1=，同理對于提餾段，故降液管底隙高度設計合理。本塔為液相泡點進料，進料段空間的高度可選為與塔板間距相同或稍大，因此選擇為500mm。將塔底產(chǎn)品的停留時間選為5min。塔底空間的設計應滿足下列兩個條件：（1）為了防止精餾操作對后續(xù)設備的影響，塔底空間應該起到儲槽的作用，保證塔底的物料不會流空，一般塔底產(chǎn)品停留時間為3~5min，當供料設備不足時，應該有15min左右的停留時間，對于塔底產(chǎn)品量較大的塔，停留時間也取3~5min。為了減少塔頂出口氣體中攜帶的液體量，塔頂空間一般高于塔板間距，有時甚至高出一倍，以利于氣體中液體的自由沉降。但是由于設置人孔處塔板間距較大，且人孔設備過多會使制造時塔體的彎曲度難于達到要求，考慮到料液較清潔，無需經(jīng)常清洗，可每隔8塊板設一個人孔，共設置np=2個人孔。圖5：史密斯關系圖精餾段：，取板間距，板上液層高度hL=，則， 查史密斯關系圖得：，按標準塔徑圓整后，取,由塔徑和塔間距的參考值可知，設計結(jié)果合理 由此算得空塔氣速： 提餾段：，取板間距，板上液層高度，則， 查史密斯關系圖得：，由塔徑和塔間距的參考值可知，設計結(jié)果合理。上圖是按液體表面張力為20mN/m的物系繪制的，當所處理的物系表面張力為其他值，應按下式進行校正，即式中，C為操作物系的負荷因子，m/s；為操作物系的液體表面張力，mN/m。板式塔的塔間距參考數(shù)值如下：塔徑D/m~~~~~板間距HT/mm200~300300~350350~450450~600500~800800設計中，板上液層高度hL由設計者選定。圖中C20為物系表面張力為20mN/m的負荷因數(shù)；Vh，Lh分別為塔內(nèi)氣液兩相的體積流量，；HT為塔板間距，m；hL為塔上液層厚度，m。設計時一般根據(jù)嚴重液沫夾帶時的氣速來決定，該氣速稱為極限空塔氣速，以umax表示?？梢姶_定塔徑的關鍵是選擇一個合適的空塔氣速。至此，塔頂、進料、塔底的液體表面張力都已知，從而可以算出精餾段和提餾段的液體表面張力：精餾段：精餾段：由以上求得塔內(nèi)氣液兩相的摩爾流量、平均摩爾質(zhì)量、平均密度這些條件就可以得到塔內(nèi)氣液兩相的體積流量，其計算如下：塔頂：進料：塔底：精餾段和提餾段的平均體積流量為：精餾段：提餾段：至此，精餾塔的平均參數(shù)已經(jīng)全部求出，將其匯總于下表。依據(jù)以上公式，可以計算塔頂、進料和塔釜的表面張力，進而求得精餾段和提餾段的表面張力?！妗嫠敚哼M料：塔底：精餾段：提餾段：由物性數(shù)據(jù)表[3]查得不同溫度下的乙醇和水液相密度（線性插值得到）：時，℃時，時，認為混合物的密度為各組分的加權(quán)平均值，則有塔頂：進料：塔底：精餾段：提餾段：由于本精餾塔是在常壓下操作，因此氣相可以看成理想氣體，由理想氣體狀態(tài)方程知：塔頂：進料：塔底：精餾段：提餾段：二元有機物水溶液的表面張力在寬濃度范圍內(nèi)，可由下式求?。合聵藈，o，s分別指水、有機物及表面部分；x為摩爾分數(shù)；V為摩爾體積，cm3/mol；，為純水和有機物的表面張力，dyn/cm3。查得由Antoine方程算出假設進料溫度為100℃，則有不等于塔板壓力，℃，重復以上步驟后結(jié)果滿足手算要求，℃。滿足手算的要求，℃。滿足手算要求，℃。溫度的影響可按照下面的經(jīng)驗公式估算：式中常數(shù)C對不同物系、不同組成的數(shù)值均不同。壓力、溫度和濃度對活度系數(shù)都有影響。由此可見要確定塔效率，首先需要確定塔板的溫度，而塔板的溫度又與實際板數(shù)息息相關，因此計算需要迭代，其迭代思路如下：。圖2：理論塔板求
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