化工原理課程設(shè)計-zqPPT課件

1、化工原理課程設(shè)計 -板式精餾塔設(shè)計- -常州大學(xué)石油化工學(xué)院- -基礎(chǔ)化工部- 進料 回流液 塔頂氣相 塔底液相 常壓分離環(huán)己醇常壓分離環(huán)己醇苯酚連續(xù)操作苯酚連續(xù)操作 篩板精餾塔工藝設(shè)計任務(wù)書篩板精餾塔工藝設(shè)計任務(wù)書 基礎(chǔ)設(shè)計數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)設(shè)計數(shù)據(jù)： 1. 處理能力：50000 t/a（年工作按8000小時計） 2. 進料組成：環(huán)己醇30%，苯酚70%（mol%，下同） 3. 進料狀態(tài)：泡點進料 4. 產(chǎn)品要求：塔頂餾出液組成：環(huán)己醇98%，苯酚2% 塔釜釜殘液組成：環(huán)己醇1%，苯酚99% 5. 塔頂壓強：760 mmHg（絕壓） 6. 公用工程：循環(huán)冷卻水：進口溫度32，出口溫度38 導(dǎo)熱油：進

2、口溫度260，出口溫度250 總體要求：總體要求： 繪制帶控制點工藝流程圖，完成精餾塔工藝設(shè)計以 及有關(guān)附屬設(shè)備的計算與選型。繪制塔板結(jié)構(gòu)簡圖，編 制設(shè)計說明書。 1. 精餾塔工藝設(shè)計內(nèi)容：全塔物料恒算、確定回流比 ；確定塔徑、實際板數(shù)及加料板位置。 2. 精餾塔塔板工藝設(shè)計內(nèi)容：塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計、流體力 學(xué)計算、負荷性能圖、工藝尺寸裝配圖。 3. 換熱器設(shè)計：確定冷熱流體流動方式以及換熱器結(jié) 構(gòu)，進行換熱器的熱負荷計算，根據(jù)換熱面積初選換熱 器； v帶控制點工藝流程圖用帶控制點工藝流程圖用A3A3圖紙畫圖紙畫 v塔工藝條件圖（帶管口）用塔工藝條件圖（帶管口）用A3A3紙畫紙畫 v其余工藝設(shè)計圖用

3、坐標(biāo)紙其余工藝設(shè)計圖用坐標(biāo)紙 課程設(shè)計的要求課程設(shè)計的要求 注意事項注意事項: : 寫出詳細計算步驟寫出詳細計算步驟, ,并注明選用數(shù)據(jù)的來源并注明選用數(shù)據(jù)的來源 每項設(shè)計結(jié)束后每項設(shè)計結(jié)束后, ,列出計算結(jié)果明細表列出計算結(jié)果明細表 設(shè)計說明書要求字跡工整設(shè)計說明書要求字跡工整, ,裝訂成冊上交裝訂成冊上交 計算說明書目錄計算說明書目錄 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書 帶控制點工藝流程圖與工藝說明帶控制點工藝流程圖與工藝說明 精餾塔工藝計算精餾塔工藝計算 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計 精餾塔工藝條件圖精餾塔工藝條件圖 換熱器的選型換熱器的選型 符號說明符號說明 結(jié)束語結(jié)束語 參考文獻參考文獻 附錄附錄 常

4、壓分離環(huán)己醇常壓分離環(huán)己醇苯酚連續(xù)操作苯酚連續(xù)操作 篩板精餾塔設(shè)計計算示例篩板精餾塔設(shè)計計算示例 1. 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書 按要求填入處理量和進料組成按要求填入處理量和進料組成 2. 帶控制點工藝流程圖與工藝說明帶控制點工藝流程圖與工藝說明 （1）帶控制點工藝流程圖）帶控制點工藝流程圖（參考課程設(shè)計（參考課程設(shè)計P14圖圖1-3） （2）操作壓力的選擇）操作壓力的選擇 （3）加料狀態(tài)的選擇）加料狀態(tài)的選擇 （4）工藝流程敘述）工藝流程敘述 3. 精餾塔工藝計算精餾塔工藝計算 3.1 相平衡關(guān)系相平衡關(guān)系 利用安托因方程計算 利用安托因方程計算（參考化原（參考化原P184）： log P=A

5、B/ (t+C) 列出列出數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)表1，在表后寫出計算示例。，在表后寫出計算示例。 t/0CPA/kPaPB/kPaxAyA 80.1 81 110.6 i ii ii yx xy 1 1 i n 1 表1 苯-甲苯常壓相平衡數(shù)據(jù) 9 說明：平均相對揮發(fā)度為說明：平均相對揮發(fā)度為 5.62 im 39 1 3.2 繪制繪制t-x(y)圖及圖及y-x圖圖 在坐標(biāo)紙上繪圖，大小要求在坐標(biāo)紙上繪圖，大小要求t-x(y)圖為圖為10*10cm， y-x圖為圖為20*20cm 對于環(huán)己醇對于環(huán)己醇-苯酚體系：苯酚體系： 項目項目數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 進料流量進料流量F,kmol/h 塔頂產(chǎn)品流量塔頂產(chǎn)品流量D,

6、kmol/h 塔釜殘液流量塔釜殘液流量W, kmol/h 進料組成，進料組成，xF(摩爾分數(shù)）摩爾分數(shù)） 塔頂產(chǎn)品組成，塔頂產(chǎn)品組成，xD(摩爾分數(shù)）摩爾分數(shù)） 塔釜殘液組成，塔釜殘液組成，xW(摩爾分數(shù)）摩爾分數(shù)） 表2 物料衡算表 3.3 全塔物料衡算全塔物料衡算 （化原設(shè)計（化原設(shè)計p146） 料料液平均分子量：液平均分子量：Mm = 0.3100 + 0.794 = 95.8 進料流量：進料流量：F = 50000103 /800095.8 = 65.24 kmol/h F = D + W D=19.5 kmol/h FxF = DxD + Wxw W=45.74 kmol/h 3.4

7、 實際板數(shù)及進料位置的確定實際板數(shù)及進料位置的確定 1. 確定最小回流比Rmin 76. 0 30. 0687. 0 687. 098. 0 min ee eD xy yx R 2. 確定操作回流比R 由由Fenske方程計算最小理論板數(shù)方程計算最小理論板數(shù)Nmin N x x x x D D w w m min lg lg . 1 1 4 9 q=1, xe=xF ye=f(xe) 由yx圖得出 利用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖利用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖(化原化原P200) ，計算，計算NT R如下如下表表3： 0.86314.7 0.98811.8 1.14010.7 1.2929.9 1.4449.3 RNT 1

8、.5209.0 繪制繪制NT R關(guān)系圖關(guān)系圖，找出最佳回流比。，找出最佳回流比。 說明：說明：R取取(1.0、1.2、1.4、1.6、 1.8、2.0)Rmin 6 個點個點 (一般一般R取取1.22Rmin，曲線不太陡的位置，曲線不太陡的位置) 在在y-x圖上，利用圖解法圖上，利用圖解法求得求得NT，加料板位置，加料板位置nT 3. 圖解法求理論板數(shù)及加料板位置圖解法求理論板數(shù)及加料板位置 4.4.實際板數(shù)及加料板位置的確定實際板數(shù)及加料板位置的確定 由t-x(y)圖圖查查tD、tW 、 tF （其中（其中tD查露點線查露點線, 因為因為xD= y1 ; tW查泡點線查泡點線; tF查泡點線

9、查泡點線） 2 WD tt t 由此平均溫度由此平均溫度查表得液體粘度查表得液體粘度i和和 由此平均溫度查由此平均溫度查t-x(y)圖得進料的圖得進料的xi 14 全塔效率由奧康奈爾全塔效率由奧康奈爾Oconnell關(guān)聯(lián)式計算：關(guān)聯(lián)式計算： （化原（化原p212圖圖5-38或化原下或化原下P118 圖圖10-20） E x Tm L LfiLi 049049532 03044 0245 0245 . . . 實 不包括再沸器） N N E T T ( 1 , T F E N N 精 實 回流比回流比R 理論板數(shù)理論板數(shù) 板效率板效率 實際板數(shù)實際板數(shù) 理論加料位置理論加料位置 實際加料位置實際

10、加料位置 表表4 4 塔板數(shù)求取小結(jié)塔板數(shù)求取小結(jié) 16 包括板間距的初估，塔徑的計算，塔板溢流包括板間距的初估，塔徑的計算，塔板溢流 形式的確定，板上清液高度、堰長、堰高的初形式的確定，板上清液高度、堰長、堰高的初 估與計算，降液管的選型及系列參數(shù)的計算，估與計算，降液管的選型及系列參數(shù)的計算， 塔板布置和篩板的篩孔和開孔率，最后是水力塔板布置和篩板的篩孔和開孔率，最后是水力 學(xué)校核和負荷性能圖。學(xué)校核和負荷性能圖。 4. 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 18 篩板塔板篩板塔板 優(yōu)點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、造價低、塔板阻力小。 目前，廣泛應(yīng)用的一種塔型。 塔板上開圓孔，孔徑：3 - 8 mm，大孔徑

11、篩板：12 - 25 mm。 lw WD 19 4.1 設(shè)計參數(shù)的計算（以塔頂?shù)谝粔K板為依據(jù)）：設(shè)計參數(shù)的計算（以塔頂?shù)谝粔K板為依據(jù)）： 液相密度液相密度 L = 950 kg / m3（化原 （化原p319有機液體相對密度圖）有機液體相對密度圖） 氣相密度氣相密度 V = PM/ RT = 2.92 kg / m3 液相表面張力液相表面張力 = 32 dyn /cm（化原（化原p321有機液體表面張力有機液體表面張力 ） 氣相流量氣相流量VS = (R+1) DM /3600 V=0.408 m3/s 液相流量液相流量LS = RDM / 3600 L =0.000684 m3/s （參見（

12、參見化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計P147-149） 20 4.2 初估塔徑初估塔徑 取板間距取板間距HT = 350 mm（化原設(shè)計（化原設(shè)計p103)，板上液層厚度，板上液層厚度 hL= 0.07 m （化原設(shè)計（化原設(shè)計p104) ，則，則HT -hL= 0.28m。 03.0 92.2 950 408.0 000684.0 5 .0 5 .0 V L S S V L 塔板間距和塔徑的經(jīng)驗關(guān)系塔板間距和塔徑的經(jīng)驗關(guān)系（化原下冊化原下冊P129） 塔塔徑徑 D，m 0.3-0.50.5-0.80.8-1.61.6-2.02.0-2.42.4 塔塔板板間間距距 HT，m 0.2-0.30.

13、3-0.350.35-0.450.45-0.60.5-0.80.6 說明：說明：工業(yè)塔中，板間距范圍200900 mm 兩相流動參數(shù)FLV= 則液泛氣速：smCu V VL f /19.1 20 5 .0 2 .0 20 21 對于篩板塔(浮閥、泡罩塔)，可查圖 ，C20=(HT 、FLV) C20 ： ： =20 dyn/cm 時的氣體負荷因子 0.2 HT=0.6 0.45 0.3 0.15 0.40.30.21.00.70.10.040.030.020.070.01 0.04 0.03 0.02 0.07 0.01 0.1 0.09 0.06 0.05 v l VV VL LV s s

14、q q F VL V f20 uC 篩板塔泛點關(guān)聯(lián)圖 （化原下冊（化原下冊P129圖圖10-42） 22 取操作氣速u =（0.6-0.8）uf=0.75uf =0.893 m/s 則氣體流通面積 An= VS / u =0.457 m2 選取單溢流塔盤（化原設(shè)計化原設(shè)計p105圖圖3-4） ，取lw / D =0.7，查 化工原理（下冊）P127圖10-40或化原設(shè)計化原設(shè)計p108圖圖3-10）得 A f /AT = 0.088 Af指弓形降液管截面積 則塔截面積：A A AA m T n fT 1 0 501 2 . 塔徑 D = ，圓整為0.8m。 4079Am T /. 說明：計算塔

15、徑需圓整。 系列化標(biāo)準： 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0m 等 23 由此重新計算： A T =0.785D2 =0.5024 m2 A f = 0.088AT =0.0442 m2 A n= AT - Af =0.4582 m2 u = VS /An =0.89 m/s 實際泛點百分率： u /u f 100%=75% 注意：注意： 1）必須用圓整后的）必須用圓整后的D重新計算確定實際的氣體流通截重新計算確定實際的氣體流通截 面積、實際氣速及泛點率。面積、實際氣速及泛點率。 2）校核）校核HT與與D的范圍。

16、的范圍。 D:塔徑 hw:堰高 how:堰上液層高度 HT:板間距 ho:降液管底隙高度 Hd:降液管內(nèi)液面高度 Hd 溢流裝置溢流裝置（10*20cm） 4.3 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.3.1 溢流裝置溢流裝置 溢流型式的選擇溢流型式的選擇 依據(jù)：依據(jù)：塔徑 、流量； 型式型式：單流型、U 形流型、雙流型、階梯流型等。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計P104-111，P150 液流型式選取參考表液流型式選取參考表 降液管形式和底隙降液管形式和底隙 降液管：弓形、圓形。 降液管截面積：由Af /AT = 0.06 0.12 確定； 底隙 h0：通常在 40 60 mm。 溢流堰（出口堰

17、）溢流堰（出口堰） 作用：維持塔板上一定液層，使液體均勻橫向流過。 型式：平直堰、溢流輔堰、三角形齒堰及柵欄堰。 0 28 采用弓形降液管，平直堰及平型受液盤，l w =0.7D=0.56 m 堰上液層高度 堰高 h w =h L - h o w =0.06238 m 液管底隙高度 h o =h w -0.006=0.05638 m hE L l m ow h w 2 84 1000 0 00762 2 3 . . 要求：要求：mmhOW6 注：將算出的結(jié)果標(biāo)在溢流裝置圖上注：將算出的結(jié)果標(biāo)在溢流裝置圖上 29 一般取安定區(qū)寬度 WS =（50-100）mm 一般取邊緣區(qū)寬度 WC =（30-

18、50）mm 4.3.2 塔盤布置塔盤布置 WC WD WS lW r x 塔盤布置圖（10*20cm） 受液區(qū)和降液區(qū)受液區(qū)和降液區(qū) 一般兩區(qū)面積相等。一般兩區(qū)面積相等。 入口安定區(qū)和出口入口安定區(qū)和出口 安定區(qū)。安定區(qū)。 （化原設(shè)計（化原設(shè)計p106) 說明：溢流裝置圖和塔盤布置圖畫在一張坐標(biāo)紙上，上下排列說明：溢流裝置圖和塔盤布置圖畫在一張坐標(biāo)紙上，上下排列 30 取篩孔直徑d o =（38）mm，孔徑比t/d0 = 3.5 由l w /D = 0.7，查化工原理（下冊）P127圖10-40 得 Wd /D=0.15， 則 Wd = 0.15D=0.12 m x = D/2 - (Wd +

19、 Ws )= 0.21 m r = D/2 - Wc =0.36 m 鼓泡區(qū)面積： Ax rxr Sin x r m a 2 180 0284 22212 . 開孔率 = A0 /A a = 0.907 (d0/t)2 = 0.074 篩孔面積 A 0 = Aa = 0.021 m2 篩孔氣速 u 0 =VS / A 0 =19.43 m/s 篩孔數(shù)目 n = 4 A 0 / d02 =1672個 有效傳質(zhì)區(qū)有效傳質(zhì)區(qū) d0 t 4.4 塔板塔板流體力學(xué)校核流體力學(xué)校核 （1） 塔板阻力塔板阻力 液柱m g p h L f f 塔板阻力 hf包括 以下幾部分: （a）干板阻力 hd氣體通過板上

20、孔的阻力（無液體時）； （b）液層阻力 hl 氣體通過液層阻力； （c）克服液體表面張力阻力 h孔口處表面張力。 可用清液柱高度表示： （a）干板阻力）干板阻力hd 2 0 0 , 2 1 C u gg p h L V L df d 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計P111-115, P151-153 d0/ C0 塔板孔流系數(shù) 查得 孔流系數(shù)C0=0.75，則取板厚 = 3 mm， 液柱m C u gg p h L V L df d 11. 0 2 1 2 0 0 , 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計P112，圖，圖3-14 OWWl hhh（b）液層阻力）液層阻力 hl 查圖得充氣系數(shù)=0

21、.58 V uF aa 液柱mhhh OWWl 0406. 0于是：于是： 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計P112，圖，圖3-15 fT S a AA V u 2 : 通過有效傳質(zhì)區(qū)的氣速 說明說明：（：（1）若塔板阻力過大，可若塔板阻力過大，可 增加開孔率或增加開孔率或 降低降低 堰高。堰高。 （2）對于常壓和加壓塔，塔板阻力一般沒有）對于常壓和加壓塔，塔板阻力一般沒有 什么特別要求。什么特別要求。 （3）對于減壓塔，塔板阻力有一定的要求。）對于減壓塔，塔板阻力有一定的要求。 0 3 104 dg h L （c）克服液體表面張力阻力克服液體表面張力阻力（一般可不計） 故塔板阻力：液柱mhh

22、hh ldf 15. 0 （2）液沫夾帶量校核）液沫夾帶量校核 單位質(zhì)量（或摩爾）氣體所夾帶的液體質(zhì)量（或摩爾）ev ： kg 液體 / kg氣體，或 kmol液體 / kmol氣體 液沫夾帶分率：夾帶的液體流量占橫過塔板液體流量的分數(shù)。 故有： VS LS V V L e 1 方法1：利用費爾關(guān)聯(lián)圖，由 和實際泛點百分率0.75，查得=0.08，進而求出ev=0.0470.1。 ev的計算方法的計算方法： 03.0/ VL S S LV V L F （化原下冊（化原下冊P132圖圖10-47） 2 . 3 6 107 . 5 fT a v HH u e 方法2：用Hunt經(jīng)驗公式計算ev：

23、說明：超過允許值，可調(diào)整塔板間距或塔徑。說明：超過允許值，可調(diào)整塔板間距或塔徑。 )(5 . 2 OWWf hhH式中Hf 為板上泡沫層高度： 要求要求： ev 0.1 kg 液體液體 / kg氣體氣體 （3）降液管溢流液泛校核）降液管溢流液泛校核 d L OWWd h g pp hhH 12 ffOWW hhhh 降液管中清液柱高度降液管中清液柱高度 (m)： （a）液面落差）液面落差一般較小，可不計。當(dāng)一般較小，可不計。當(dāng)不可忽略時：不可忽略時： )()( )4( 0476.0 3 2 vLf sLf bH LZHb 一般要求：一般要求：0.5h0 m hl L g u h W sd f

24、000072. 0153. 0 2 2 0 2 主要為底隙阻力，而進口堰阻力一般為0（當(dāng)無進口堰時）： （b b）液體通過降液管阻力液體通過降液管阻力 hf d d H H WTd hHH 降液管中泡沫層高度：降液管中泡沫層高度： 要求：要求： 說明：若泡沫高度過大，可說明：若泡沫高度過大，可 減小塔板阻力或減小塔板阻力或 增大塔板間距。增大塔板間距。 對不易起泡物系： 8 .05 .0 4 . 03 . 0易起泡物系： 而 H d / = 0.34 (HT +hw) = 0.41 （4）液體在降液管中停留時間校核）液體在降液管中停留時間校核 目的：目的：避免嚴重的氣泡夾帶降低板效率。 ss

25、L HA S df )53(2 .14 停留時間：停留時間： 要求：要求：s ) 53( 說明：停留時間過小，可增加降液管面積或增大塔板間距。說明：停留時間過小，可增加降液管面積或增大塔板間距。 （a）計算嚴重漏液時干板阻力 hd hhhh OWWd 13.00056.0 （b）計算漏液點氣速 uow d V L ow hCu 0 4.4 說明：如果穩(wěn)定系數(shù)說明：如果穩(wěn)定系數(shù)k過小，可過小，可 減小開孔率或降低堰高。減小開孔率或降低堰高。 （5）嚴重漏液校核）嚴重漏液校核 漏液點氣速漏液點氣速 uow：發(fā)生嚴重漏液時篩孔氣速。 穩(wěn)定系數(shù)：穩(wěn)定系數(shù)： owo uuk/ 要求：要求：25 . 1k

26、 （c）計算穩(wěn)定系數(shù) 0 .3/ owo uuk 0 3 104 dg h L 4.5 塔板負荷性能圖塔板負荷性能圖 在確定了塔板的工藝尺寸，又按前述各款進在確定了塔板的工藝尺寸，又按前述各款進 行了流體力學(xué)驗算之后，便可確認所設(shè)計的塔行了流體力學(xué)驗算之后，便可確認所設(shè)計的塔 板能在任務(wù)規(guī)定的氣液負荷下正常操作。此時，板能在任務(wù)規(guī)定的氣液負荷下正常操作。此時， 有必要進一步揭示該塔板的操作性能，即求出有必要進一步揭示該塔板的操作性能，即求出 維持該塔板正常操作所允許的氣、液負荷波動維持該塔板正常操作所允許的氣、液負荷波動 范圍。這個范圍通常以塔板負荷性能圖的形式范圍。這個范圍通常以塔板負荷性能

27、圖的形式 表示。表示。 42 43 （1）漏液線（氣相負荷下限線）漏液線（氣相負荷下限線） 第一點：第一點：L h = L S （ 0.000684）3600 = 2.46 m3/h V h = A0 u ow3600 = 491.4 m3/h 第二點：取第二點：取L h = 10 m3/h，同樣可以計算得到：，同樣可以計算得到： u ow = 7.5 m/s， 則則V h = A0 u ow3600 = 567 m3/h 44 漏液量增大，導(dǎo)致塔板上難以維持正常操作所需的液面，無法 操作。此漏液為嚴重漏液，稱相應(yīng)的孔流氣速為漏液點氣速漏液點氣速。 45 （2）過量液沫夾帶線（氣相負荷上限線）

28、過量液沫夾帶線（氣相負荷上限線） 第一點取液氣比與操作點相同，令ev = 0.1 則夾帶分率 由 FLV 及 查圖得泛點率為 0.88 則 u n = 0.88uf = 0.881.19 = 1.05 m/s 于是相應(yīng)的氣液流量為： V h = u n A n3600 = 1732.0 m3/h L h = (L S /V S) V h =2.4 m3/h 15.0 V VS LS V e V L e 規(guī)定：ev = 0.1（ kg 液體 / kg氣體） 為限制條件。 46 第二點取液氣質(zhì)量比L SL /VSV =2.0，令ev = 0.1 計算夾帶分率 = 0.048 同樣計算FLV = 0

29、.11，查得泛點率為 0.92 由FLV及 (HT-h L) 查圖得C20 = 0.053 則液泛氣速 于是 V h = u n A n3600 = 1593.4 m3/h L h = 2V h L/V = 9.8 m3/h uCm s um s f LV V n . . ./ ./ 20 0 2 0 5 20 105 0921050966 47 原因：原因： 氣相在液層中鼓泡，氣泡破裂，將霧沫彈濺至上一層塔板； 氣相運動是噴射狀，將液體分散并可攜帶一部分液沫流動。 48 （3）液相負荷下限線）液相負荷下限線 對于平直堰，一般取堰上液層高度對于平直堰，一般取堰上液層高度0.006 OW hm

30、作為液相負荷下限條件，低于此限便不能保作為液相負荷下限條件，低于此限便不能保 證板上液流均勻分布，降低氣液接觸效果。證板上液流均勻分布，降低氣液接觸效果。 依此式可求得液相負荷下限，據(jù)此作出液依此式可求得液相負荷下限，據(jù)此作出液 相負荷下限線相負荷下限線(3)。塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在豎直。塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在豎直 線線(3)的右方。的右方。 hm E h lL ow wh /72. 1 1084. 2 3 2 3 3 min, 49 （4）液相負荷上限線）液相負荷上限線 此線反映對于液體在降液管內(nèi)停留時間的起碼要此線反映對于液體在降液管內(nèi)停留時間的起碼要 求。對于尺寸已經(jīng)確定的降液管，若液體流量

31、超過求。對于尺寸已經(jīng)確定的降液管，若液體流量超過 某一限度，使液體在降液管中的停留時間過短，則某一限度，使液體在降液管中的停留時間過短，則 其中氣泡來不及放出就進入下層塔板，造成氣相返其中氣泡來不及放出就進入下層塔板，造成氣相返 混，降低塔板效率?；欤档退逍?。 依此式可求得液相負荷上限，據(jù)此作出液依此式可求得液相負荷上限，據(jù)此作出液 相負荷上限線相負荷上限線(4)。塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在豎直。塔板的適宜操作區(qū)應(yīng)在豎直 線線(4)的左方。的左方。 LAHmh hfT,max / ./30 3600 1856 3 50 （5）液泛線）液泛線 液泛線表示降液管內(nèi)泡沫層高度超過最大允許值時，液泛線

32、表示降液管內(nèi)泡沫層高度超過最大允許值時， 破壞塔的正常操作。破壞塔的正常操作。 第一點取 L h = 10 m3/h L h, max 則 h f = 0.153 (LS /l w h 0)2 =0.0012 m h l = (h w + h ow ) = 0.0532 m 于是液泛時的干板壓降為 h d = (H T + h w ) - (h w + h ow + h f + h l) = 0.132 m 則孔速為 于是相應(yīng)的氣相流量V h = u 0A03600 = 1645.1 m3 /h hE L l m o w h w 2 8 4 1 0 0 0 0 0 1 9 4 2 3 . .

33、u g hC ms dL V 0 0 2 0 5 2 2 1 7 6 . ./ 第二點取L h = 25 m3 /h L h,max 同樣計算得：h ow = 0.0357 m h f = 0.0074 m h l = 0.0638 m 于是 h d = 0.0988 m 則孔速u 0= 18.83 m/s 于是相應(yīng)的氣相流量V h = u 0A03600 = 1423.2 m3 /h 塔的操作彈性為：塔的操作彈性為： 0 . 2 850 1700 min, max, h h V V 液 泛現(xiàn)象 53 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果匯總塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果匯總 塔板結(jié)構(gòu)計算結(jié)果匯總塔板結(jié)構(gòu)計算結(jié)果匯總 項項 目

34、目數(shù)值或說明數(shù)值或說明備備 注注 塔徑/mm 塔板數(shù)/塊 板間距/mm 塔板類型 溢流堰類型 堰長/mm 堰高/mm 降液管底隙高度/mm 篩孔(浮閥)個數(shù)/個 孔速/m/s 開孔率/% 板壓降/mmH2O 降液管內(nèi)液體停留時間/s 降液管內(nèi)液體清液層高度/mm 泛點率/% 操作彈性 54 v塔頂空間塔頂空間HD 塔頂空間HD的作用是供安裝塔板和開人孔的需要， 也使氣體中的液滴自由沉降，一般取11.5m。 v塔底空間塔底空間HB 塔底空間HB具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能 在塔底有1015分鐘的儲量，以保證塔釜料液不致迅 速排完，一般取2.02.5m。 5.1 塔體總高塔體總高 5. 精餾

35、塔工藝條件圖精餾塔工藝條件圖（按比例畫，課程設(shè)計書（按比例畫，課程設(shè)計書p19圖圖1-5，1-6） 55 v人孔人孔 一般每隔一般每隔68層塔板設(shè)一人孔（供安裝、檢修層塔板設(shè)一人孔（供安裝、檢修 用），人孔處板間距用），人孔處板間距600mm，人孔直徑一般為，人孔直徑一般為 450550mm,其伸出塔體的筒體長為其伸出塔體的筒體長為200250mm, 人孔中心距操作平臺約人孔中心距操作平臺約8001200mm。 56 v塔高塔高 H=(n-nH=(n-nF F-n-np p-1)H-1)HT T+n+nF FH HF F+n+nP PH Hp p+H+HD D+H+HB B nn實際塔板數(shù)；實

36、際塔板數(shù)； n nF F進料板數(shù)進料板數(shù) H HF F進料板處板間距，進料板處板間距，m m n nP P人孔數(shù)人孔數(shù) H Hp p人孔處的板間距，人孔處的板間距，m m H HD D塔頂空間，塔頂空間，m m（不包括頭蓋部分）（不包括頭蓋部分） H HB B塔底空間，塔底空間，m m（不包括底蓋部分）（不包括底蓋部分） 進料板可取進料板可取2塊，進料板處間距取塊，進料板處間距取 1000mm。 57 （1）塔頂氣相管徑dp 塔頂氣相出口流速uv與塔的操作壓力有關(guān)，常壓 可取1220m/s，減壓可取2030m/s。 v S P u V d 4 5.2 精餾塔配管的計算（精餾塔配管的計算（課程設(shè)

37、計書課程設(shè)計書p142） （2）回流液管徑dR 回流量前已算出，自回流的流速范圍為0.20.5 m/s；若用泵輸送回流液，流速uR可取11.5 m/s。 R S R u L d 4 58 （3 3）加料管徑）加料管徑dF 料液由泵送時流速料液由泵送時流速uF可取可取1.52.0m/s。 F F F F F F u L d MF L 4 （4 4）釜液排出管徑）釜液排出管徑dw 塔釜液出塔的流速塔釜液出塔的流速uw可取可取0.52.0m/s。 w s w u L d 4 59 （5 5）再沸器返塔蒸汽管徑）再沸器返塔蒸汽管徑d dv v 常壓與加壓塔流速常壓與加壓塔流速uv可取可取10m/s，減壓塔可取，減壓塔可取 15m/s 。 4 S v v V d u 說明：以上計算的管徑，均應(yīng)圓整到相應(yīng)規(guī)格說明：以上