《化工工艺与设备设计》精馏塔设计

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1、乙二醇分离塔精憎段具体设计1工艺参数乙二醇分离塔T105的操作条件及工艺参数见表1。表1：乙二醇分离塔T105操作条件工艺参数一览表操作压力蒸出比进料状态理论板数进料位置0.3MPa5.25液体进料21112设备选型精惴塔主要有板式塔和填料塔两大类，二者各有优缺点，要根据具体情况进行选择。选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备的性能，以及塔设备的制造、安装、运转和维修等。一般来说，易起泡、有腐蚀性、热敏性的物质，或者液体负荷较大吋选用填料塔；而当物料中有悬浮物，要求操作弹性较大时选用板式塔。根据经验，对于多数情况，塔

2、径大于800mm时，宜用板式塔；小于800mm时，则可用填料塔。但也有例外，鲍尔环及某些新型填料在大塔中的使用效果可优于板式塔。同样，塔径小于800mm时，也有使用板式塔的。乙二醇分离塔的液相负荷不大，但气相负荷较大，因而导致塔径较大，同吋这里要求操作弹性，因而最终选择了板式塔。3乙二醇分离塔精馅段详细设计3.1基本水力学数据根据AspenPlus模拟的结杲，将精馆段各理论板上的气液负荷及物性数据列于表2。表2：AspenPlus模拟得到的各理论板上的气液负荷及物性数据塔板液相体积流率/(n?/hr)气相体积流率/(n?/hr

3、)液相密度/(kg/m3)气相密度/(kg/m3)液相粘度/Pa・s液体表面张力/(N/m)160.53875.2785845.09410.30120.0011210.025641246.345816273.9241704.29733.14380.0002650.016109346.335319085.6392704.33783.14450.0002650.016110446.327219083.1163704.37053.14460.0002650.016112546.321619081.2627704.39303.1447

4、0.0002650.016113646.317819079.9900704.40853.14480.0002650.016113746.315219079.1127704.41933.14480.0002650.016114846.313319078.5099704.42723.14490.0002650.016114946.311819078.0986704.43883.14490.0002650.0161141046.539619077.8391704.52203.14490.0002650.0161163.2塔径初选为了

5、确定塔径，首先要确定适宜的操作气速，而适宜的操作气速的选择一般根据泛点气速选择，所以，估算塔径的关键就是泛点气速的求解。以精馄段水力学数据的平均值作为设计和校核的依据，计算所用数据如表3：表3：精镭段水力学数据平均值液相体积流率m3/h气相体积流率m3/h液相密度kg/m3气相密度kg/m3液相粘度Pas液体表面张力N/m46.347518768.6103704.40163.14470.0002650.016113在估算塔径时，板上清液层高度％的经验值可在50〜100mm选取，根据经验，小塔板间距冷为0.2〜0.4m,大塔〃,

6、•为0.4〜0.6m,初选塔板间距HT=0.6m9板上清液层高度hL=0Am则HT-hL=0.5m又查Smith泛点关联图得:/、0・5—乩=0.037y[pv)c20=0.113则泛点气速:塔的适宜操作气速应比泛点气速低，根据经验，适宜气速C仏二(O・6~O・8)U『，对于加压操作、不易起泡的物系，可取较高的安全系数。本设计中，取安全系数为0.75,则适宜的操作气速uop=0.75uf=1.212m!s则塔径:圆整后取塔径D=2.4m0则实际的空塔气速为1」52m/So对于塔径在1.6〜3.0m的塔，一般选取板间距可取500

7、mm、600mm或800mm,故上述选定的600mm板间距是合理的。3.3塔盘结构设计3.3.1液流型式对于溢流型塔盘，液流在塔盘上的分布是十分重要的，因此，应根据气液流量及塔盘特点，选择液流型式。常用的液流型式主要有单溢流、双溢流、U型流和多溢流，液流型式主要根据塔径和液体流量进行选择。本项目设计的乙二醇分离塔，塔径为2400mm,平均液体流量为46.3475n?/h，液体流量较小，因而可以选择单溢流形式。3.3.2塔盘型式塔盘是精懈塔内部的主要构件，塔盘由塔盘板、气液接触元件(如浮阀、筛孔、泡罩等)、受液盘、溢流垠、降液管

8、、塔盘支持件与紧固件等部分组成。塔盘按结构特点可分为整块式和分块式两种类型，一般塔径在300〜900mm时，采用整块式塔盘，当塔径在800mm以上时，能在塔内进行装拆，可用分块式塔盘。乙二醇分离塔塔径为2400mm,因而可以选用分块式塔盘。3.3.3塔盘板塔盘板分为平板式、槽