【正文】 有效地利用。該方法不僅可節(jié)省大量的加熱蒸汽，而且還節(jié)省了大量的冷卻介質。在考慮充分利用熱能的同時，還應考慮到所需增加設備的投資和由此給精餾操作帶來的影響。 ⑴ 滿足工藝和操作的要求 所設計出來的流程和設備能保證得到質量穩(wěn)定的產品。設置必需的儀表并安裝在適宜部位，以便能通過這些儀表來觀測和控制生產過程?；亓鞅葘Σ僮髻M用和設備費用均有很大的影響，因此必須選擇合適的回流 比。因此，設計時應全面考慮，力求總費用盡可能低一些。塔體大都安裝在室外，為能抵抗大自然的破壞，塔設備應具有一定剛度和強度。39。 mm1m ???????? mW XXVWXXVLY 逐板計算法 逐板計算法 ,就是從塔頂或塔底出發(fā) ,交替使用相平衡方程和操作線方程 ,逐板計算各理論板的氣、液相組成 ,直到達到規(guī)定的分離要求為止。 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 11 根據已知條件編寫逐板計算程序，利用 MATLAB程序進行求解， 運行 可得如下結果： 計算結果 精餾段理論塔板數為： 9(塊 ) 提餾段理論塔板數為： +000(塊 ) 共需理論塔板數為： +001(塊 ) 由上往下，各塔板上的液相組成： a = Columns 1 through 11 Columns 12 through 15 由上往下，各塔板上的氣相組成： b = Columns 1 through 11 Columns 12 through 15 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 12 操作線上的點 平衡線上的點 （ , 10 ?? Y ） （ , 11 ?? YX ） ( , 21 ?? YX ) ( , 22 ?? YX ) （ , 32 ?? Y） （ , 33 ?? YX ） ( , 43 ?? YX ) ( 0 .9 4 8 7, 44 ?? YX ) （ , 54 ?? Y） （ , 55 ?? YX ） ( , 65 ?? YX ) ( , 66 ?? YX ) （ , 76 ?? Y） （ , 77 ?? YX ） ( , 87 ?? YX ) ( , 88 ?? YX ) （ , 98 ?? Y） （ , 99 ?? YX ） ( 4 3 2 ,1 5 9 109 ?? YX ) ( 4 3 2 ,1 0 5 1010 ?? YX ) （ 2 9 9 ,1 0 5 1110 ?? Y） （ 2 9 9 ,0 5 8 1111 ?? YX ） ( 1 6 5 ,0 5 8 1211 ?? YX ) ( 1 6 5 ,0 2 5 1212 ?? YX ) （ 0 7 1 ,0 2 5 1312 ?? Y） （ 0 7 1 ,0 0 9 1313 ?? YX ） ( 0 2 5 ,0 0 9 1413 ?? YX ) ( 0 2 5 ,0 0 3 1414 ?? YX ) （ 0 0 0 ,0 0 3 1514 ?? Y） （ 0 0 0 ,0 0 0 15 ?? YX ） M— T 圖解法 圖解法以在 yx直角坐標中的直角階梯法最為常用。 2) 在 x軸上定出 DX 、 FX 、 WX 三點，并通過三點做垂線交對角線于 a、 e、 b三點。 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 13 4) 從點 a開始在 平衡線和精餾段操作線之間做梯級，當梯級跨過兩段操作線交點 d時，改在相平衡線和提餾段操作線之間做梯級，直到梯級達到或跨過 b點為止。若塔頂采用分凝器，則分凝器相當于一塊理論版，應從總梯級數中減去 1；塔底再沸器是否相當于一塊理論板 需要看再沸器的型式，一般情況下可以看做一塊理論板予以扣除。 讀圖可知：精餾段理論板數 9塊， 提餾段 理論板數 =6塊 實際板層數的確定 (以逐板計算法為依據 ) 塊精 ?? 塊（不包括再沸器）提 ??? 塊提精 29NN ??? NP 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 14 2．精餾塔操作 條件計算 操作壓強的選擇 應該根據處理物料的性質，兼顧技術上的可行性和經濟上的合理性原則。對于物性無特殊要求的采用常壓操作。 ???mt ℃ 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 15 塔內物料平均分子量、張力、流量及密度的計算 密度及流量 設甲醇為 a，水為 b 甲醇分子量為： ( aM ) 水的分子量為： kg/kmol ( bM ) Ⅰ、精餾段 精餾段平均溫度 ℃ 查 txy圖得 xa＝ ， ya＝ 查表得 ： a? = 3/mkg (按飽和液體計 )， ?b? 3/mkg 液相平均分子量： k m o lkgMxMxM baaal /)1( ???? 氣相平均分子量： k m o lkgMyMyM baaav /)1( ???? 液相密度： 3/2 2 . 4 18 mkgxMxMMbbbaaalL ?????? 氣相密度： 3m /.11 mkgRTMvpS ???（氣相視為理想氣體） 液相流量 ： /22 .4183600 34???? ????? LLs MLL ? 氣相流量： /sm79 .1136 00 00 3??????? VVS MVV ? Ⅱ、 提餾段 提餾段平均溫度： ℃ 查 txy圖得 2 8 ,0 5 ?? aa yx 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 16 33 /,/ mkgmkg ba ?? ?? 液相平均分子量： k m o lkgMxMxM baaal /)1(39。 ???? 液相密度： 339。 mkgxMxMbbbaaaL?????? 氣相密度： 3m39。v /.889039。360039。39。3600 39。39。 4 2ii2 ??????? ? mm X ??? sPa?m 塔釜液體粘度 : ?Wt ℃ , sm P asm P a BA ???? , ?? 8 ?Lh ?? 2/12/1 ).11/2 .482)(7 9 2 ()/(/L SLSS V ??）（ 39。u (max)ug=muV S ).(7 9 2 )/(4D 39。 ????? ? 圓整取塔徑為 實際空塔氣速 )/(4 2DVu S ?? 即 sm /)( 2 ??? 初步核算：霧沫夾帶： 取 mDW ???? ,)2(A 22 mDT ?? ? 查圖可知 ?Tf AA ??? Tf %?Tf AA 液層上部的氣體速度 smAA Vu fT Sg / ????? mhh Lf 1 3 7 39。 ??? ， mhH fT 39。 ???? ? 停留時間： 5s5 6 .5 s0 .0 0 0 6 0 2 5/)(/H ????? SfT LA? 自以上兩項核算初步認為塔徑取 。h = ?? 2/12/139。39。S )0 .8 8 9/9 3 4 . 3 2 8)(7 5 7 ()/(/L SLSV ??）（ 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 20 39。u (max)ug =)(D 39。 uV S’? )(7 5 7 ??? 取塔徑為 ，實際空塔氣速 )/(4 2DVu S ?? 即 sm /96 )178 (75 2 ??? 初步核算：霧沫夾帶： 取 mDW ???? 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 21 ,)2(A 2239。 %39。 ?Tf AA 液層上部的氣體速度 smAA Vu fT Sg / 39。 39。39。 ?? fT hH 汽汽 kggkgghH ue fT gV /.1k0/))(12)(73( 39。39。 精餾段有效高度 mHNZ TP 1 0 .)118()1( 1 ???????精 提餾段有效高度 mHNZ TP 4 .9 )112()1( 2 ???????提 從塔頂開始每隔 7塊板開一個人孔，其直徑為 ,開人孔的兩塊板間距取 所以應多加高 () [18/7]+（ ）（ 12/7） = Z=Z精 +Z提 +=++= (1)塔頂空間 HD 取 HD= TH = ,共為 (2)塔底空間 塔底儲液高度依停留 4min而定 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 22 m53 60400 17 53 ???????TSL ALH ? 取塔底液面至最下層塔板之間的距離為 1m，中間開一直徑為 ?wH 1+= (3)整體塔高 . 8 . 71 ??????? DW HHZH 精餾塔：已知條件： T=℃ P= SV = sm/3 SL = sm/3 S? = 3/mkg L? = 3/mkg ?? ? =提餾段 ：已知條件： T=℃ P= S‘V = sm/3 S’L = sm/3 S‘? = 3/mkg L’? = 3/mkg ?? ? = 溢流裝置 單溢流又稱直徑流。此種溢流方式液體流徑較長，塔板效率較高，塔板結構簡單，加工方便，在直徑小于 中被廣泛使用。 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 23 堰長 lw 精餾段： 堰長 ?? DW 提餾段 ： 堰長 ?? DW 出口堰高 hw 精餾段： 求 OWh )( )( ???W Sl L 由圖 1248查得 E= 3/2)/( WSOW lLE? ???? 3/2)( 0 2 8 OWh 應大于 6mm，不宜大于 70mm。39。 ? 故 mhhh OWLW 39。 mhh OWWL 0 5 6 0 6 ????? 提餾段 ： 求 OWh )( 0017 53 )( 39。‘? ???? 3/2)( 0 2 8 mhh Lf 39。 ??? 可忽略? 求 Lh 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 25 前面已假設： mh L 39。 ????? 取Wh為 ）（ , 0 . ??? 。39。 ?? 汽汽 kggkgghH ue fT gV /.1k0/))(12)(73( 39。 mDT ?? ? 查圖可知 ?Tf AA ??? Tf 39。39。39。 ????? mhh Lf 1 5 8 2 3 39。 ????? ， mhH fT 2 9 1 7 5.39。 ???? ? 停留時間： 5s1 4 .5 s0 .0 0 1 7 5 3 1/)0 5 6 6 (/H 39。 ????? SfT LA? 降液管底隙高度 0h 降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以 Oh 表示 降液管底隙高度 Oh 應低于出口堰高 Wh ，才能保證降液管底端有良好的液封，一般不應低于 6mm。h oWSO ulL? 式中 39。 根據經驗， 一般取 39。 精餾段： 取 Oh =12mm 提餾段 ： 取 39。 邊緣區(qū)寬度確定 精餾段： 查 表 1033弓形寬度與面積 取 ?SW , ?CW 。 開孔區(qū)面積 aA 計算 篩孔計算及其排列 精餾段： 取 3/,4 ?? OO dtmmd 則 t=12mm 李健 化工 070325 甲醇 水二元篩板精餾塔設計 28 對單溢流型塔板，開孔區(qū)面積 aA 可用下式計算，即 )s i n180(2A 1222 rxrxrxa ???? ? 查 表 1033弓形寬度與面積 取 ?SW , ?C