精馏塔工艺工艺设计计算_精品文档Word文件下载.doc

1、式中 C 操作物系的负荷因子，m/s 操作物系的液体表面张力，mN/m3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式（1） 溢流装置设计 （3-6） 式中 板上清液层高度，m； 堰上液层高度，m。 （3-7） 式中 塔内液体流量，m； E 液流收缩系数，取E=1。 35 （3-8） （3-9） （3-10） 式中 u0液体通过底隙时的流速，m/s。（2） 踏板设计开孔区面积： （3-11） 式中 开孔数： （3-12） 式中 鼓泡区面积，m2； t筛孔的中心距离，m。 （3-13）3.1.3 筛板流体力学验算（1） 塔板压降 （3-14） （3-15）式中 与气体通过筛板的干板压降相当的液柱高度，m

2、液柱； 与气体通过板上液层的压降相当的液柱高度，m液柱； 与克服液体表面张力的压降相当的液柱高度，m液柱。 （3-16）式中 气体通过筛孔的速率，m/s； 流量系数。 （3-17） （3-18） （3-19）式中 气相动能因子， 通过有效传质区的气速，m/s； 塔截面积，m2。 （3-20）（2） 液沫夹带 （3-21） 式中 液沫夹带量，kg液体/kg气体； 塔板上鼓泡层高度，m。（3） 漏液 （3-22） （3-23） 式中 K稳定系数，无因次。K值的适宜范围是1.52。（4） 液泛 （3-24） 式中 降液管中清液层高度，m液柱； 与液体流过降液管的压降相当的液柱高度。 （3-25）式中

3、 u0液体通过底隙时的流速，m/s。 （3-26） 式中 安全系数，对易发泡物系，=0.30.5。3.2 设计计算3.2.1 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 由Aspen模拟结果知全塔的气相、液相平均物性参数如表3-1。表3-1 物性参数表项目流量（m3/s） 密度（kg/m3）粘度mN/m气体2.46043.685液体0.0197832.42717.6751. 塔径的计算查5-1史密斯关联图6，图的横坐标为：取塔板间距HT=0.50m，板上液层高度=0.08m，则 =0.50-0.006=0.42m查图65-1的C20=0.09，由式3-5得： 由式3-4得：（m/s）取安全系数6为0.7，由式3

4、-3得空塔气速为：u=0.7umax=0.71.32=0.924（ m/s）由式3-2得塔径为：（m）按标准塔径圆整后为： D=2.000m塔截面积为： （m2）实际空塔气速为： （m/s）2. 精馏塔有效高度的计算Aspen模拟结果NT=20，由式3-1得有效塔高为： 3.2.2 塔板主要工艺尺寸的计算1. 溢流装置的计算因塔径D=2.0 m,可选用单溢流弓形降液管,采用凹形受液盘6。各项计算如下：（1） 堰长（2） 溢流堰高度由式3-7得堰上液层高度为：由式3-6得溢流堰高度为：（3） 弓形降液管宽度Wd和截面积由=0.7，查图65-7 弓形降液管的参数图得： 依式3-8验算液体在降液管中

5、的停留时间，即（s）5（s）故降液管设计合理。（4） 降液管底隙高度由式3-10得降液管底隙高度为：由式3-9得：故降液管底隙高度设计合理。2. 塔板布置（1） 塔板的分块因D800mm，故塔板采用分块式。查6表5-3得，塔板分为5块。（2） 边缘区宽度确定取Ws=Ws=0.08m，Wc=0.05m。（3） 开孔区面积计算由式3-11可算得开孔区面积如下：（4） 筛孔计算及其排列本次设计所处理的物系无腐蚀性，可选用=4 mm碳钢板，取筛孔直径d0=5 mm。筛孔按三角形排列，取孔中心距t为6：（mm）由式3-12得筛孔数目n为：个由式3-13得开孔率为：气体通过阀孔的气速为：3.2.3 筛板的

6、流体力学验算1. 塔板压降（1） 干板阻力的计算由式3-16得干板阻力为：d0/=5/3=1.67,查图65-10得，C0=0.76，由式3-16得干板阻力为： m液柱（2） 气体通过液层的阻力计算由式3-18得：由式3-19得： 查图65-11得，=0.53由式3-17得为：（3） 液体表面张力的阻力计算由式3-20得为：由式3-15得气体通过每层塔板的总阻力hp为：由式3-14得气体通过每层塔板的压降为：Pa700Pa（设计允许值）2. 液面落差对于筛板塔，液面落差很小，因此可以忽略液面落差的影响。3. 液沫夹带根据设计经验，=2.5 hL=2.50.08=0.2 m由式3-21得液沫夹带

7、量为：=0.0094 kg液体/kg气体0.1 kg液体/kg气体故在本设计中液沫夹带量在允许范围内。4. 漏液由式3-22得漏液点气速为： m/s=6.105 m/s由式3-23稳定系数为：1.5在适宜范围1.52内，故本设计中无明显漏液。5. 液泛为防止塔内发生液泛，降液管内液层高应服从式3-26的关系，即碳酸二甲酯邻二甲苯物系取，则 m板上不设进口堰，可由式3-25计算，即m由式3-24得为： m0.2705 m即：故在本设计中不会发生液泛现象。3.2.4 塔板负荷性能图1. 漏液线由式3-22 式3-6 式3-7 式 得： 整理得：在操作范围内，任取几个值，依上式计算出,计算结果列于表3-2。表3-2 漏液线关系表，m3/s0.00060.0030.0050.010.0150.0200.0250.030.0381.1031.1551.1871.2481.2971.3401.3771.4121.462 由上表数据即可作出漏液线1。2. 液沫夹带线=0.1 kg液/kg气为限，求关系如下：由式3-21 式3-18 式 故 整理得：在操作范围内，任取几个值，依上式计算出,计算结果列于表3-3。表3-3 液沫夹带线关系表6.6976.3836.1895.7955.4655.170