乙醇-丙醇筛板式精馏塔的设计与计算(编辑修改稿)

乙醇-丙醇筛板式精馏塔的设计与计算(编辑修改稿)内容摘要：

9 13 mkgRT Mp mVmmV   液体表面张力 m 的计算 表 25 液体的表面张力 温度 Ct/ 60 80 100 mmNA // mmNB // 运用内差法计算 ，已知： 塔顶温度 CtD  ， 有 mmNmDAmDA / 6080   mmNmD BmD B / 6080   塔顶液体表面张力为     mmNxx m D BDm D ADD /4 2 8 5 7 5   进料板温度 CtF  ，有 mmNmF AmF A /6 4 0 801 0 0   mmNmF BmF B /7 9 0 801 0 0   进料板液体表面张力为     mmNxx m F BFm F AFF /2 7 9 5 4 5   塔釜温度 CtW  ，有 mmNmW AmW A / 80100   吉林化工学院化工原理课程 设计 16 mmNmW BmW B / 80100   塔釜液体表面张力为     mmNxx m W BWm W AWW /8 2 7 4 8 4   则，精馏段平均液体表面张力 mmNFDm /3 4 2 7 2   提馏段平均液体表面张力 mmNFwm /0 4 2 7 2   液体 比热容 与汽化潜热 的计算 表 26 乙醇、 正丙醇汽化热和 比 热容数据 温度 乙醇 正丙醇 汽化热 热容 汽化热 热容  kgkJ/   CkgkJ /  kgkJ/   CkgkJ / 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 运用插值法计算 ，已知： 塔顶温度 CtD  ，有    Ck m o lkJCkgkJCC P DAP DA   /8 9 3 7/9 9 7080    Ck m o lkJCkgkJCC P DBP DB   /塔顶液体平均比热容为 吉林化工学院化工原理课程 设计 17      Kk m o lkJxCxCC DP D BDP D APD  /5 3 3 99 5 3 7 29 5 9 3 71 进料板温度 CtF  ，有    Kk m o lkJKkgkJCC PFAPFA  /2 9 4 2/0 9 8090    Ck m o lkJCkgkJCC PFBPFB   /7 5 8 7/1 2 8090 进料板液体平均比热容为      Ck m o lkJxCxCC FPFBFPFAPF  /1 6 6 74 5 5 8 74 5 9 4 21 塔釜温度 CtW  ，则    Ck m o lkJCkgkJCC P W AP W A   /6 0 4 8/2 3 0 901 0 0    Ck m o lkJCkgkJCC P W BP W B   /塔釜液体平均比热容为      Ck m o lkJxCxCC WP W BWP W APW  / 同理，运用插值法可计算出液体汽化潜热，计算结果如下表所示 表 27 汽化潜热计算结果表 温度  Ct 汽化潜热  kgkJ/ 乙醇 丙醇 平均值 Dt Ft Wt 精馏塔 汽、液相负荷的计算 （ 1） 精馏段 的 汽、液 相 负荷 汽相负荷 smMVVmVmVs / 3111   hmMVVmVmVh / 3111   吉林化工学院化工原理课程 设计 18 液相负荷 smMLLmLmLs /00 35 136 00 15 736 00 3111   hmMLLmLmLh / 3111   （ 2） 提馏段 的 汽、液 相 负荷 汽相负荷 smMVVmVmVs / 39。 3222   hmMVVmVmVh / 39。 3222   液相负荷 smMLLmLmLs / 39。 3222   hmMLLmLmLh / 39。 3222   热量衡算 塔顶上升蒸汽的热量 VQ     hkJnMtCVQ m V DDDPDV / 1 0 3 3 1 5 93 6 2 2 3 3 3 2   残液带出的热量 WQ hkJtCWQ WPWW / 2 7 4 8 4 7 59 4  回流带入的热量 RQ 采用泡点回流，则馏出口与回流口组成相同，即 Ctt DR  ，  Ck m o lkJCC PDPR  / hkJtCLQ RPRR / 0 7 4 5 7 3 3 8 7  进料带入的热量 FQ hkJtCFQ FPFF / 3 4 5 3 5 6 71 0 0  塔顶馏出液的热量 DQ hkJtCDQ DPDD / 9 7 8 6 3 3 90 5  冷凝器消耗的热量 CQ hkJ DRVC / 4 6 0 7 1 9 7 8 6 0 7 4 5 7 1 0 3 3 1 5 9  吉林化工学院化工原理课程 设计 19 散于周围的热量 IQ 取 BI  加热蒸汽代入的热量 BQ 全塔范围内列热量衡算式 ，有 IWVFRB  且 CRDV Q  即 FCWDB Q  3 4 5 3 5 2 7 4 8 4 6 0 7 1 9 7 8 6 9  hkJ / 则 hkJQ B / 表 28 热量衡算计算结果： 项目 进料 冷凝器 塔顶溜出液 塔底残液 再沸器 平均 比热容   CkmolkJ // 热量  hkJQ // 塔和塔板主要工艺尺寸计算 塔径的计算 以精馏段计算为例 0 3 9 0 4 16 4 6 5 57 0 mVmLhhVLX  取板间距 mHT  ，塔板清液层高度 mhL  mhHY LT  液体表面张力 mmN /20 时的气体 负荷因子为 2220 1 6 6 4 1 6 YXYXYXC  22 9 9 6 9 4 6   气体负荷因子 0 8 1 4 8 2  mCC  液泛气速 smCumVmVmLf /6 9 0 7 0 4 10 8 1    取泛点率为 ，则空塔气速 smuu f /1 8 0 0  吉林化工学院化工原理课程 设计 20 所以， 精馏段 塔径 muVD s   同理 ，计算得提馏段的塔径为 按标准圆整后，精馏段和提馏段塔径均取 有效高度的计算 精馏段：     mNHZ PT  提馏段：     mNHZ PT  在进料口安装防冲设施，取进料板板间距 mHF  ，且 要求每 6~8 块板设计一个人孔，则全塔 27 块板应设计 3 个人孔，人孔处板间距 mHP  所以，全塔有效高度为 mHHZZZ PF  溢流装置计算 （ 1） 堰长 塔径 mD  ， 可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。 取 DlW ,则堰长 mDlW 0 5 6 6  （ 2） 溢流堰高度 选用平直堰，堰上液层高度 OWh 由弗朗西斯公式 计算 ， 近似取 1E ,则 mLLEhWhOW 0 1 4 3/233/23    mhL   mhhh OWLW 0 3 5 1 4  同理，计算出提馏段 mhW  （ 3） 弓形降液管宽度 dW 和截面积 fA 查图 316， ∵ DlW 得 DWd ∴ mW d  1 2 9 i n1s i n 2121 DlDlDlAAWWWTf 又  222 0 1 mDAT    mA f  吉林化工学院化工原理课程 设计 21 液体在降液管内 的 停留时间  s Tf L HA s 符合要求 同理，计算出提馏段  s 符合要求 （ 4） 降液管底隙高度 0h 和液体流经底隙的流速 39。 0u ∵  ~  Whh 且 mhW  ∴ ~ h 取 mh  则 smhl Lu W s /13 00 35 39。 0  同理，提馏段 smu /39。 0  塔板设计 （ 1） 塔的分块 因 mmmmD 8001600  ， 故塔板采用分块式，查表得，塔板分为 4 块 ，具体如下表所示： 表 29 塔的分块 塔径 mm/ 1200~800 1600~1400 2020~1800 2400~2020 塔板分块数 3 4 5 6 （ 2） 边缘区宽度确定 取边缘区宽度 mWC  ，入口安定区宽度 SW ,出口安定区宽度 39。 SW 均取 （ 3） 开孔区面积计算         mWWDx Cd 7      mWDr C  ∴    rxrxrxA a 1222 s in1802     i 1222  m （ 4） 筛孔计算及其排列 吉林化工学院化工原理课程 设计 22 本设计 取筛孔直径 mmd 50  ，按正三角形排列，一般碳钢厚度 mm3 取 dt ，则孔中心距 mmt  ∴ 塔板上的筛孔总数 15 101158101158 2323    aAtn 个 （ 5） 开孔率  因为筛孔按三角形排列，则开孔率 。