乙醛-水精馏塔设计

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1、第1章塔体计算1.1设计方案的确定乙醛-水筛板连续精馏塔及其主要附属设备设计，本设计采用连续精馏流程，泡点进料。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属于易分离物系，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用饱和蒸汽间接加热，塔底产品冷却后送至储罐。设计条件：气相流量；液相流量；气相密度液相密度；物系表面张力1.2塔体工艺尺寸计算（1）塔径的计算由，式中C由求取，其中由史密斯关联图查取图横坐标为0.243取板间距HT=0.4m,板上液

2、层高度hL=0.06m,则查史密斯关联图得：0.0500.0581.346m/s取安全系数为0.7，则空塔起速为：0.7×1.346=0.942m/s0.612m按标准塔径圆整后为0.9m.塔截面积为：0.63620.4354m/s1.3塔板主要工艺尺寸的计算(1)溢流装置计算因为塔径，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下：堰长0.72×0.9=0.648溢流堰高度由，选用平直堰，堰上高度由下式计算，即：近似取E=1,则0.017取板上清夜层高度故0.063弓形降液管宽度和截面积：由，查弓形降液管

3、宽度与面积关联图得：0.090.146则：0.0570.1314验算液体在降液管中停留的时间，即：7.86s>5s故降液管设计合理。降液管底隙的流速，则：0.0560.0007>0.0006故降液管底隙高度设计合理。选用凹形受液盘，深度。(1)塔盘布置塔板的分块。因，故塔板采用分块式。查塔板块数表（下表）得塔板分为3块边缘区宽度确定：取：进口安定区宽度=出口安定区宽度，开孔区面积计算。开孔区面积计算为：其中0.2490.42故0.7634筛孔计算及其排列，由于乙醛和水没有腐蚀性可选用碳钢板，取筛孔直径5mm。筛孔

4、按正三角形排列，取孔中心距t为：筛孔数目n为：2761个开孔率为：10.1%气体通过筛孔的气速为：3.5931.4筛板的流体力学验算(1)塔板压降干板阻力的计算。由下式：由，查筛板塔汽液负荷因子曲线图得故0.002液柱气体通过液层的阻力计算。气体通过液层的阻力由下式计算，即：0.4780.597查充气系数关联图得=0.76故=0.76×(0.063+0.017)=0.0608液柱液体表面张力的阻力计算液体表面张力的阻力依下式计算，即：0.0039液柱气体通过每层塔板的液柱高度按下式计算：0.0667液柱气体通过每

5、层塔板的压降为：550.9<0.7(1)液面落差对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。(2)液沫夹带液沫夹带按下式计算：0.00114Kg液/Kg气<0.1Kg液/Kg气故在本设计中液沫夹带量在允许范围内。(3)漏液对筛板塔，漏液点气速按下式计算：2.25m/s实际孔速>稳定系数为1.596>1.5故在本设计中无明显漏液。(4)液泛为防止塔内发生液泛，降液管内液层高应服从下式所表示的关系，即：乙醛—水物系属一般物系，取，则：2215液柱而板上不设进口堰，按下式计算：0.0

6、0056液柱0.12806液柱，故本设计中不会发生液泛现象。1.5.塔板负荷性能图(1)漏液线由得：在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表0.00060.00300.00450.0140.01510.0180.01920.0242由上表数据可作出漏液线1(2)液沫夹带线以为限，求关系如下：整理得在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表表1-2液沫夹带线计算结果0.00060.00300.0141.5291.3580.892由上表数据即可作出液沫夹带线2(3)液相负荷下限线对于

7、平直堰，取堰上液层高度=0.006作为最小液体负荷标准:据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3(4)液相负荷上限线以作为液体在降液管中停留时间的下限故据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线4。(5)液泛线令由联立解得忽略，将与，与，与的关系式代入上式，并整理得：式中0.02670.146116.19将有关的数据代入整理，得在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表表1-3液泛线计算表0.00060.00300.00450.0145.3525.2075.1074.106由上表即可作出液

8、泛线5根据以上各线方程，可作出筛板塔的负荷性能图，如下图：图1-1筛板塔的负荷性能图在负荷性能图上，作出操作点A，连接OA，即作出操作线。由上图可看出，该筛板的操作上限为液泛控制，下限为漏液控制。由图查得：=0.788=1.017故操作弹性为：/=1.29所设计筛板的主要结果汇总于下表1-4表1-4筛板塔设计计算结果序号项目数值1234567891011121314151