年产24万吨的苯-甲苯混合液筛板精馏塔的设计(编辑修改稿)

年产24万吨的苯-甲苯混合液筛板精馏塔的设计(编辑修改稿)内容摘要：

℃tW  ，查得 3A  3B  塔底液相的质量分率已知  1 mWL,  3WL,  精馏段液 相平均密度为 3L 8 0 8 . 6 k g / m2 8 0 3 . 68 1 3 . 5ρ m  提馏段液相平均密度为 3L 7 9 2 . 1 k g / m2 8 0 3 . 67 8 0 . 5ρ m  液相平均表面张力依下式计算，即  n1l 22Lm σxσ 塔顶液相平均表面张力的计算 由 ℃tD  ，查得   ,  进料板液相平均表面张力的计算 由 ℃tF  ，查得   ,  塔底液相平均表面张力的计算 由 ℃tW  ，查得   1 8 . 4 3 m N / m1 8 . 4 50 . 9 7 61 7 . 5 60 . 0 2 4σ mWL,  精馏段液相平均表面张力为 2 0 . 7 2 m N / m2 2 1 . 1 42 1 . 2 9σ mL  提馏段液相平均表面张力为 1 9 . 3 6 m N / m2 1 8 . 4 32 0 . 2 9σ mL  液相平均粘度依下式计算，即 iim μxμ L  塔顶液相平均粘度的计算 由 ℃tD  ，查得 A  B  s0 . 3 0 7 m p a0 . 3 1 00 . 0 0 80 . 3 0 70 . 9 9 2μ mDL,  进料板液相平均粘度的计算 由 ℃tF  ，查得 A  B  s0 . 2 8 3 m p a0 . 2 8 70 . 4 0 60 . 2 8 00 . 5 9 4μ mFL,  塔底液相平均粘度计算 由 ℃tW  ，查得 A  B  s0 . 2 5 3 m p a0 . 2 5 40 . 9 7 60 . 2 3 30 . 0 2 4μ mFL,  精馏段液相平均粘度为 s0 . 2 9 5 m p a2 0 . 2 8 30 . 3 0 7μ mL  提馏段液相平均粘度为 s0 . 2 6 8 m p a2 0 . 2 8 30 . 2 5 3μ mL  精馏段：     /h6 7 0 . 7 4 k m o l2 1 3 . 6 112 . 1 4D1RV  / ρMVV 3VVsmm  /h4 5 7 . 1 3 k m o l2 1 3 . 6 12 . 1 4RDL  /s0 . 0 1 2 8 m8 0 8 . 63 6 0 0 8 1 . 4 24 5 7 . 1 33 6 0 0 ρMVL 3LLsmm   提馏段：       /  /s5 . 2 1 6 m3 . 0 93 6 0 0 8 6 . 1 56 7 0 . 7 43 6 0 0 ρMVV 3VVsmm  /h81 9 .9 0k mo l36 2 .7 7121 3 .6 12. 1 4qFRDL  /s0 . 0 2 5 3 m7 9 2 . 13 6 0 0 8 8 . 1 58 1 9 . 9 03 6 0 0 ρMVL 3LLsmm   5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 塔板间距 HT的选定很重要，它与塔高、塔径、物系性质、分离效率、塔的操作弹性，以及塔的安装、检修等都有关。 可参照下表所示经验关系选取。 表 8 板间距与塔径关系 塔径 DT， m ～ ～ ～ ～ ～ 板间距 HT， mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 对精馏段： 初选板间距  ，取板上液层高度  故 LT  VLss  查史密斯关联图得  ；依式  20σCC 20 校正物系表面张力为 ， 20  ρρCuVVLmax  可取安全系数为 ，则（安全系数 ） 故  2. 783m0. 847π 5. 154π u4VD s  按标准塔径圆整为 2800mm，则空塔气速 对提馏段： 初选板间距  ，取板上液层高度  故 LT  0 . 0 7 7 73 . 0 97 9 3 . 25 . 2 1 60 . 0 0 2 6ρρVL VLssmm  查图得  依式 20σCC 20  校正物系表面张力为 1 . 0 5 5 m / s3 . 0 93 . 0 97 9 2 . 10 . 0 6 6ρ ρρCuVVLmax  0 . 7 3 9 m / s1 . 0 5 max  9π u4VD s  按标准塔径圆整为 3000mm，则空塔气速 将精馏段和提溜段相比较可以知道二者的塔径不一致，根据塔径的选择规定，对于相差 不大的二塔径取二者中较大的，因此在设计塔的时候塔径取 6 塔板主要工艺尺寸的计算 因塔径 D=，可选用双溢流弓形降液管，采用平行受液盘。 对精馏段各项计算如下： 1) 溢流堰长 wl ：双溢流  ~  ，取堰长 w  2) 出口堰高 wh ：双溢流 OWLw hhh   7 . 2 12 . 1 3 6 0 00 . 0 1 2 8l L wh  查图得 1E 0 . 0 2 22 . 1 3 6 0 00 . 0 1 2 811 0 0 02 . 8 4h 2/3ow   故 w  3)降液管的宽度 DW 与降液管的面积 fA ： 由 DLw ,查图得   故 d  22f 0 . 6 2 2 m34π0 . 0 8 8A  计算液体在降液管中停留时间以检验降液管面积， 即 HAτ s Tf （符合要求） 4)降液管底隙高度 oh ：取液体通过降液管底隙的流速  Lh 0w so  ow  （符合） 5)受液盘 采用平行受液盘，不设进口堰，深度为 50mm ： 1) 溢流 堰长 wl ：双溢流  ~  ，取堰长 wl 为 = = 2) 出口堰高 wh ：双溢流 OWLw hhh   1 4 . 2 52 . 1 3 6 0 00 . 0 2 5 3l L wh  0 . 0 2 52 . 1 3 6 0 00 . 0 2 5 311 0 0 02 . 8 4h 2/3ow   故 w  3)降液管的宽度 DW 与降液管的面积 fA ： 由  ,查图得   故 d  22f 1 . 0 2 5 m34π0 . 1 4 5A  计算液体在降液管中停留时间以检验降液管面积， 即 s5s16. 21 253 25L HAτ s Tf （符合 要求） 4) 降液管底隙高度 oh ：取液体通过降液管底隙的流速  3μl Lh 0w so  ow  （符合） 一）塔板的分块 因 800mmD  ，故塔板采用分块式。 查表得，塔板分为 4块。 对精馏段： 1)取边缘宽度  安定区宽度  2)    Rxs i n1 8 0π RxRx2A 1222a 计算开孔区面积 1 . 4 6 5 m0 . 0 3 51 . 5W2DR c      0 . 9 8 8 m0 . 0 6 50 . 4 4 71 . 5WW2Dx sd  n与开孔率  ： 取筛孔的孔径 od 为 5mm，正三角形排列，一般碳的板厚为 3mm，取 3t/d0  故孔中心距 15mm53t  筛孔数 30903At 101155n a23  开 孔率 1 0 . 1 %td0 . 9 0 720  每层板上的开孔面积 2a0   气体通过筛孔的气速为 0s0  7 筛板的流体力学验算 塔板的流体力学验算，目的在于验算预选的塔板参数是否能维持塔的正常操作，一边决定对有关塔的参数进行必要的调整，最后还要做出塔板负荷性能图。 精馏段： 1)干板压降相当的液柱高度 ch ：依  ，查《干筛孔的流量系数》 图得，  由式 0 . 0 2 28 0 8 . 62 . 8 90 . 7 7 28 . 4 40 . 0 5 1ρρCu0 . 0 5 1h2LV200c  2)气体穿过板上液层压降相当的液柱高度 lh ： 68m/ 69 5AA Vu fT sa  Vaa  由 oε 与 aF 关联图查得板上液层充气系数 o =，依式 hl=hLε 0= = 3) 克服液体表面张力压降相当的液柱高度 σh ： 依式 4 σh30LLσ    0 . 0 5 9 40 . 0 0 20 . 0 3 5 40 . 0 2 2h p  则单板压降： aaLpp 0 . 9 k p4 7 1 . 2 p9 . 8 18 0 8 . 60 . 0 5 9 4gρhΔ P  提馏段： 1)干板压降相当的液柱高度 ch ：依  ，查《干筛孔的流量系数》图得，  由式 2LV200c  2)气体穿过 板上液层压降相当的液柱高度 lh ： 21m/ 99AA Vu fT sa  1 . 3 1 63 . 3 30 . 7 2 1ρuF Vaa  由 oε 与 aF 关联图查得板上液层充气系数 o =，依式 hl=hLε 0= 3)克服液体表面张力压降相当的液柱高度 σh ： 依式 4 σh30LLσ    0 . 0 6 4 60 . 0 0 20 . 0 3 70 . 0 2 5 6h p  则单板压降： aaLpp 0 1 . 9 7 . 0 6 4 6gρhΔ P  对于筛板塔，液面落差很小，且本例的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。 精馏段： 0 . 10。