年產(chǎn)6800噸醋酐裝置工藝設(shè)計(jì)

1、吉林化工學(xué)院成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)6800噸/年醋酐裝置精餾工段工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí)111 化學(xué)工程與工藝指導(dǎo)教師丁 斌教 授完成日期2011.09.03吉林化工學(xué)院Jilin Institute of Chemical Technology摘 要本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要著眼于醋酐精餾工段的工藝設(shè)計(jì)，分為說(shuō)明書、計(jì)算書、圖紙等三大部分。在設(shè)計(jì)的過程中，參考了吉化電石廠醋酐裝置的現(xiàn)有流程及設(shè)備，計(jì)算部分的主要依據(jù)是質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律；設(shè)備計(jì)算主要以化工原理為依據(jù)，參考了醋酐車間的現(xiàn)有設(shè)備的數(shù)據(jù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是二學(xué)歷學(xué)習(xí)的最后一個(gè)階段，主要是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一個(gè)全面檢驗(yàn)，培養(yǎng)我們?cè)谒季S、

2、計(jì)算、繪圖等方面的一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，為今后工作打下良好基礎(chǔ)。在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中，操作控制采用DCS集中控制，效率高，損耗少，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；流量表安裝在調(diào)解閥之前，介質(zhì)相態(tài)穩(wěn)定，確保儀表運(yùn)行穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是醋酐精餾塔，通過計(jì)算，合理選擇了浮閥塔作為醋酐精餾塔，回流比10.453，理論板數(shù)25塊，實(shí)際板數(shù)44塊，進(jìn)料板位置第12塊，塔徑0.800m，塔高15.6m，精餾段浮閥個(gè)數(shù)42個(gè)，提餾段浮閥個(gè)數(shù)27個(gè)，精餾段操作彈性1.86，提餾段操作彈性塔頂溫度107.8，進(jìn)料溫度124.2，塔釜溫度127.0，操作壓力550mmHg。關(guān)鍵詞： 醋酐；精餾；物料守恒 AbstractThe graduatio

3、n design focus on acetic anhydride distillation section of process design, brochures, books, drawings and calculations. In the design, the reference to jihua Carbide factory acetic anhydride installations existing processes and equipment, the main part of the calculation is based on the law of conse

4、rvation of mass and energy conservation; device to calculate mainly in chemical engineering, reference to the existing acetic anhydride workshop.Graduation is a second degree in the final stage of the study, mainly on what we have learned a comprehensive inspection, cultivating our thinking, calcula

5、tions, drawings and other aspects of an overall awareness, to lay a good foundation for future work.In this thesis, operation control adopts DCS centralized control, high efficiency, low loss, product quality stability; flow valve installed in the conciliation phase stability before, the media, to e

6、nsure that the meter is running stable.The design focuses on acetic anhydride, distillation, by calculating the float valve selection as acetic anhydride distillation Tower, reflux ratio 10.453, theoretical plate number 25 blocks, the actual number of plates, feed 44 block position 12 block, diamete

7、r 0.800m, Tower high 15.6m, distillation segment valve number 42, stripping float valve number 27, distillation operation elasticity 1.86, stripping operations elastic top temperature 107.8 , feeding temperature 124.2 c, bottom c, the temperature 127.0 550mmHg operating pressure.Keywords: acetic anh

8、ydride; distillation; materials conservation.目 錄第1章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書（1）第1.1節(jié) 緒論（1）第1.2節(jié) 醋酐裝置自然條件和原料狀況（1）第1.3節(jié) 原料、輔助物料、成品的主要特性（2）第1.4節(jié) 產(chǎn)品指標(biāo)（4）第1.5節(jié) 工藝流程（5）第1.6節(jié)三廢處理及防火防爆（9）第1.7節(jié) 車間定員（9）第1.8節(jié) 控制分析及工藝條件（10）第2章 設(shè)計(jì)計(jì)算書（14）第2.1節(jié) 物料衡算（14） 設(shè)計(jì)原則（14） 設(shè)計(jì)依據(jù)（14） 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（14） 全塔物料衡算（15）第2.2節(jié) 醋酐精餾塔計(jì)算（26） 物料衡算（26） 操作條件確定（26）蒸發(fā)工序熱量

9、衡算（29）精餾工序熱量衡算（32）塔頂冷凝器選型（35）第2.3節(jié) 設(shè)備計(jì)算（37） 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（37） 塔板數(shù)的確定（42）塔高的計(jì)算（45）塔徑的計(jì)算（46）塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（48）塔板流體力學(xué)驗(yàn)算（53）塔板負(fù)荷性能圖（57）第2.4節(jié) 泵的計(jì)算（66）第2.5節(jié) 接管設(shè)計(jì)計(jì)算（67）2.5.1 進(jìn)料管（67）2.5.2 回流管（68）2.5.3釜液出口管（68）2.5.4塔頂蒸汽管（69）2.5.5加熱蒸汽管（69）結(jié)論（71）參考文獻(xiàn)（72）附錄（73）第1章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書第1.1節(jié) 緒論 工業(yè)生產(chǎn)狀況醋酸酐，又稱乙酸酐，簡(jiǎn)稱醋酐，它的生產(chǎn)自50年代末期在我國(guó)開始，至今已有50年的歷史。醋

10、酐的工業(yè)生產(chǎn)除普遍采用乙醛氧化法、烯酮法外，新興的羰基合成法以其投資少、運(yùn)行成本低越來(lái)越受到關(guān)注，在我國(guó)還是以烯酮法為主。吉林化學(xué)工業(yè)公司電石廠醋酐車間現(xiàn)有A、B、C三套醋酐生產(chǎn)裝置，均采用醋酸裂解法生產(chǎn)醋酐，總設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為4.4萬(wàn)噸年，實(shí)際生產(chǎn)能力達(dá)到5.5萬(wàn)噸年，產(chǎn)品質(zhì)量均已達(dá)國(guó)家一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。 醋酐的用途醋酸酐可制造醋酸纖維（三醋酸纖維、主要制安全膠片，二醋酸纖維，主要制香煙過濾嘴）、制藥（阿司匹林、維生素B、B等）制染料（分散深藍(lán)、黃棕、分散大紅等）、制香料（豆香素、子香、酮香等）、制試劑、溶劑（環(huán)氯乙酰蓖麻酸甲酯、桂皮酸等）、還可制麻醉劑、海洛英、RDX炸藥、橡膠改性劑等。 本設(shè)計(jì)的

11、指導(dǎo)思想烯酮法雖然正逐步被羰基合成法所替代，但醋酐的精餾類比性較強(qiáng)，設(shè)計(jì)理論一致，本設(shè)計(jì)以吉化公司電石廠醋酐裝置為基礎(chǔ)，對(duì)醋酐精餾工段不合理的地方進(jìn)行改進(jìn)，在經(jīng)濟(jì)合理，生產(chǎn)可靠的基礎(chǔ)上，力求技術(shù)進(jìn)步，提高醋酸生產(chǎn)的科技含量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。第1.2節(jié) 醋酐裝置自然條件和原料狀況 醋酐裝置自然條件擬建裝置位于吉林市龍?zhí)秴^(qū)中部工業(yè)區(qū)。年平均氣壓：99342Pa，夏季平均氣壓：98452Pa，冬季平均氣壓：100125Pa；年平均氣溫：4.5，極端最高氣溫：36.6，極端最低氣溫：40.2；平均相對(duì)溫度：70%；最大凍土深度：-1.9m；基本地震烈度：7度（麥卡里）；最大雪深度：4

12、60mm，基本雪壓：0.5kN/m2；全年主導(dǎo)風(fēng)向頻率：14西南，夏季主導(dǎo)風(fēng)向頻率：13%東南，冬季主導(dǎo)風(fēng)向頻率：11.8%西南，最大風(fēng)速：27m/s，年平均風(fēng)速：3.4m/s，地面以上10米處平均最大風(fēng)速：27.5m/s，基本風(fēng)壓：0.45kN/m2。5 原料狀況生產(chǎn)醋酸酐所用的原料為工業(yè)冰乙酸、工業(yè)乙酸乙酯、磷酸三乙酯、液氨。工業(yè)冰乙酸由本廠醋酸車間利用管道輸送，乙酸乙酯及磷酸三乙酯均由原料庫(kù)用桶裝形式供應(yīng)，液氨由本公司用槽車運(yùn)送。原料供應(yīng)充足。5第1.3節(jié) 原料、輔助物料、成品的主要技術(shù)特性 醋酸（1）規(guī)格：乙酸98.5%；甲酸0.35%；乙醛0.1%；水1%；雜質(zhì)0.05%。（2）性質(zhì)

13、：分子量：60；冰點(diǎn)：16.7；密度：1050kg/m；爆炸極限：4.05-5.4%（V）；沸點(diǎn)：118.2；安全濃度：0.1mg/l；閃點(diǎn)：426.7；自燃點(diǎn)：500。純凈的醋酸是無(wú)色透明的液體，具有特殊的刺激氣味，可以任意比溶于水。（3）毒性及中毒癥狀醋酸蒸汽能使粘膜受到嚴(yán)重刺激，長(zhǎng)期接觸，能使人的鼻咽部、眼臉、喉嚨發(fā)生疾患，也可以引起結(jié)膜炎及支氣管炎，能燒傷皮膚，濺到眼睛里引起嚴(yán)重?zé)齻?液氨（1）規(guī)格：氨含量99.9%；殘留物含量0.1%；水分0.1%；鐵含量5mg/kg；油含量2mg/kg。（2）性質(zhì)：分子量：17；爆炸極限：17-26.4%；密度：500kg/m3；自燃點(diǎn)：631；

14、安全濃度：0.2mg/l 。氨為無(wú)色氣體，有強(qiáng)烈刺激性氣味，易被溶化極易溶于水，生成氨的水溶液，呈弱堿性，在空氣中不燃燒，易在氧氣中燃燒。（3）毒性及中毒癥狀氨中毒能引起粘膜炎，對(duì)上呼吸道刺激性很大，氨濃度較高時(shí)能引起劇烈的落淚，咳嗽頭疼，嘔吐，嚴(yán)重者能死亡，氨漸到皮膚上時(shí)能引起嚴(yán)重?zé)齻貏e是眼睛更為嚴(yán)重。 磷酸三乙酯（1）規(guī)格：外觀：無(wú)色透明；水分：與石油醚不混濁；氯離子：無(wú)；密度D20/20:1068-1072 kg/m;折光率n20/0:1.404-1.406；酸度（以HPO計(jì)）0.01%；灼燒殘?jiān)?.1%。（2）性質(zhì)：分子量：182；熔點(diǎn)：-50；沸點(diǎn)216。純凈的磷酸三乙酯為無(wú)色透明

15、液體，微有酯的香味，不純者帶有淡黃色。（3）毒性及中毒癥狀接觸高濃度的磷酸三乙酯時(shí)能引起麻醉，甚至失去知覺，因此在操作中不能誤以為有香味而長(zhǎng)期接觸。 乙酸乙酯（1）規(guī)格:外觀：透明液體；色度20（鉑鋁）號(hào)；密度：D20/30：897-902 kg/m；乙酸乙酯：97.00%；水份：0.40%；游離酸：0.010%；不揮發(fā)物0.010%。（2）性質(zhì)：分子量：88；沸點(diǎn)：77.15（1atm下）；溶點(diǎn)：-82.4；無(wú)色透明易揮發(fā)有香味的液體，是極易燃燒的有機(jī)物質(zhì)，是麻醉劑。（3）毒性及中毒癥狀 蒸汽對(duì)粘膜有中等程度的刺激作用，長(zhǎng)期接觸對(duì)眼、鼻、咽喉及氣管有刺激作用。 成品醋酐（1）性質(zhì)：分子量：1

16、02；密度：1075 kg/m；閃點(diǎn)： 55（開放式），49（封閉式）；沸點(diǎn)：139.6；熔點(diǎn)：73；自燃點(diǎn)：400；安全濃度：0.023mg/l；凝固點(diǎn):-73.1；比熱：0.434kcal/kg。醋酸酐是一種無(wú)色透明的液體，具有刺鼻辛辣的嗅味，在乙醚中可以任何比例溶解，在乙醇于水中放出分解熱。粘度、比重和折射率等性質(zhì)十分類似于醋酸，具有水解、乙?；?、氧化、鹵化等作用。（2）毒性及中毒癥狀醋酐蒸汽能使眼睛發(fā)紅，流淚、甚至死亡。受醋酐蒸汽慢性作用的人可見到有結(jié)膜炎畏光。液體醋酐濺到皮膚上能引起灼傷。 乙烯酮（1）性質(zhì)：分子量為42；密度：1450 kg/m；沸點(diǎn)：-41；安全濃度：0.0005

17、mg/l；熔點(diǎn):-134.6；純品為無(wú)色劇毒性氣體，不亞于氰化氫，有強(qiáng)烈臭味，能溶于丙酮。（2）毒性及中毒癥狀眼睛感到灼痛、咳嗽、惡心、氣短、胸疼、頭疼、嚴(yán)者重死亡。第1.4節(jié) 產(chǎn)品指標(biāo)表1.1 醋酐產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)名稱指標(biāo)（GB106682000）優(yōu)等品一等品合格品色度（鉑鈷），101525乙醋酐含量，%99.098.096.0沸程（壓力在101.3kpa)138.0-141.0137.5-141.0136.5-141.5蒸發(fā)殘?jiān)?0.0050.010.01鐵含量，%0.00010.00020.0005重金屬（以Pb計(jì)），%0.00010.00020.0005氯化物(以Cl-計(jì))

18、，%0.00020.00050.001高錳酸鉀指數(shù)mg/100ml6080 -注：允許鋁質(zhì)包裝產(chǎn)生的輕度混濁。第1.5節(jié) 工藝流程 醋酸裂化工序醋酸由泵打入高位槽，然后經(jīng)累計(jì)流量計(jì)加入醋酸蒸發(fā)器。用低壓蒸汽加熱汽化。醋酸蒸汽在進(jìn)入裂化管之前與由定量泵打來(lái)的磷酸三乙酯相混合，其量為醋酸的0.200.25。醋酸蒸汽與催化劑混合以后先進(jìn)入裂化預(yù)熱管，然后再進(jìn)入裂化段進(jìn)行裂解。裂化段管內(nèi)溫度為7055（反應(yīng)溫度高低以稀醋酸濃度在382為準(zhǔn)）。在裂化管出口處，通入氨氣作阻逆劑，以阻止乙烯酮?dú)怏w與水逆反應(yīng)，其加入量為醋酸的0.150.20。裂解的乙烯酮?dú)怏w及未反應(yīng)的醋酸蒸汽和付反應(yīng)分解的廢氣，迅速通過冷凝

19、冷卻器冷卻，進(jìn)入汽、液分離器，使乙烯酮及廢氣與稀醋酸分離。分離后，氣體進(jìn)入吸收系統(tǒng)，稀醋酸流入稀醋酸貯槽。5 圖1.1醋酸裂化工序流程簡(jiǎn)圖 乙烯酮吸收工序由裂化工序來(lái)的乙烯酮?dú)怏w從第一吸收塔底部進(jìn)入，與頂部噴淋的粗醋酐吸收液逆向接觸，大部分乙烯酮?dú)怏w被吸收為醋酐，進(jìn)入粗醋酐貯槽，再經(jīng)吸收第一吸收塔循環(huán)液泵一部分打入第一吸收塔冷卻器冷卻后返回吸收塔頂部，另一部分直接采出到醋酐精餾工序。未被吸收的乙烯酮?dú)怏w從第一吸收塔頂部出來(lái)進(jìn)入第二吸收塔底部，與第二吸收塔的吸收液逆向接觸，在此乙烯酮被全部吸收。第二吸收塔的補(bǔ)充吸收液為高位槽來(lái)得冰醋酸和從精餾工序返回的稀醋酸，它們和第二吸收塔底的吸收液混合，然后

20、經(jīng)第二吸收塔循環(huán)液泵送出，一部分打入第二吸收塔冷卻器冷卻后返回第二吸收塔頂部，另一部分采出，與第一吸收塔的循環(huán)液一起從頂部加入。第一、第二吸收塔冷卻器將循環(huán)液冷卻至25-28。5圖1.2乙烯酮吸收工序流程簡(jiǎn)圖 醋酐精餾工序從吸收工序來(lái)的粗醋酐經(jīng)粗醋酐儲(chǔ)槽（V0301）緩沖后，由粗醋酐泵（P0301A/B）打至高位槽（V0302），上層粗醋酐經(jīng)溢流管溢流回粗醋酐貯槽，下層粗醋酐靠位差，經(jīng)流量累積調(diào)節(jié)器FQC-0303控制加料量在1280.77150Kg/h，從蒸發(fā)塔（T0301）中部加入。蒸發(fā)塔（T0301）的液位LRC-0308串級(jí)控制通入蒸發(fā)釜（E0301）加熱管內(nèi)的中壓蒸汽流量FRC-03

21、09，使粗醋酐加熱汽化，塔釜溫度TR-0307為130.02，液位LRC-0308控制在50%，蒸發(fā)釜（E0301）內(nèi)的高沸物殘?jiān)堪嗯欧诺綒堃汗蓿╒0305）一次，排量為110-115Kg。蒸發(fā)塔（T0301）塔頂溫度TR-0305為124.22，汽化的粗醋酐通過蒸發(fā)塔頂部氣相進(jìn)入精餾塔（T0302）。氣相醋酐從精餾塔（T0302）第12層塔板注入，底部蒸發(fā)釜（E0302）也使用中壓蒸汽加熱，加熱蒸汽由設(shè)在第7層的靈敏板溫度TRC-0315串級(jí)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)器FRC-0319來(lái)實(shí)現(xiàn)，塔釜溫度TR-0316在126-130。醋酐成品由塔釜一層塔板液相采出到醋酐冷卻器（E0305），被冷卻至3

22、0-50，然后由流量調(diào)節(jié)器FRC-0320調(diào)節(jié)并計(jì)量后，去醋酐成品罐儲(chǔ)存，塔釜液位LRC-0318串級(jí)控制FRC-0320。蒸發(fā)釜（E0302）內(nèi)的高沸物殘?jiān)堪嗯欧诺綒堃汗蓿╒0305）一次，排量為110-115Kg。低沸點(diǎn)物及醋酸經(jīng)塔頂蒸出，由塔頂冷凝器（E-0303）冷凝，溫度由TRC-0313調(diào)節(jié)控制在107.8；然后一部分回流，回流比為10.453，回流量FR-0312在1600-2000 Kg/h之間，另一部分經(jīng)醋酸冷卻器（E-0304）后，由調(diào)節(jié)器FQC-0314控制流量在172.45Kg/h，返回吸收工序。精餾塔（T0302）頂部溫度TR-0311為107.8，頂部壓力PR-0

23、310為550mmHg，真空由真空泵P0302產(chǎn)生。醋酐成品采出設(shè)有副線，當(dāng)成品不合格時(shí)，可返回粗醋酐貯槽。圖1.3醋酐精餾工序流程簡(jiǎn)圖第1.6節(jié) 三廢處理及防火防爆 三廢處理廢氣：總量48.57 Kg/h，大部分放入高空，符合現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)。 廢水：對(duì)廢水進(jìn)行生化處理，使其含酸量小于0.03后，排入松花江。 廢渣：殘?jiān)蛑粱厥展ば蜻M(jìn)行處理，回收部分酸及酸酐，廢物去污水廠處理，也可打至焙燒爐進(jìn)行燃燒。5 防火防爆 甲級(jí)防火。2區(qū)防爆。5第1.7節(jié) 車間定員醋酐車間定員146人。5表1.2 醋酐車間定員表序號(hào)職別白班人數(shù)倒班人數(shù)備注1主任12副主任33技術(shù)員24機(jī)械師25成本員16安全員17工段長(zhǎng)

24、48值班長(zhǎng)49班長(zhǎng)21210裂化工2011鍋爐工1212吸收工1213成品精餾工1614回收工1615供配料工1216補(bǔ)缺工617成品包裝工20總計(jì)36110第1.8節(jié) 控制分析及工藝條件中控分析一覽表表13 醋酐裝置中控分析一覽表5序號(hào)控制點(diǎn)名 稱取 樣地 點(diǎn)控 制項(xiàng) 目控 制指 標(biāo)控制頻次分析方法1鍋爐水給水管道排污管總硬度堿度0.1mm/L1.4mm/L1次/周化分2稀醋酸濃 度稀醋酸中間槽醋 酸36-40%1次/班化分3吸收液粗醋酐稀醋酸中間槽醋 酐75-85%4次/班色譜4醋 酐成品醋酐冷卻器出口醋 酐98%4次/班色譜5餾 分醋酐冷卻器出口醋 酐15%4次/天化分6醋酸蒸餾塔頂乙酯

25、層含酸酯水出料管醋 酸0-2%2次/班化分7萃取塔上部含酸層萃取塔上部出料 管醋 酸5-7%4次/班化分8萃取塔下部含酸層萃取塔下部出料 管醋 酸0.5%4次/班化分9醋酸乙酯槽中部乙酯醋酸乙酯貯槽中部出料管醋 酸乙 酯0.2%90%1次/周色譜10配制稀醋 酸稀醋酸配制槽醋 酸24-28%4次/班化分11醋 酸出 料采出管醋 酸89-95%4次/班化分12第二吸收液醋酐第二吸收塔循環(huán)泵入口醋 酐15%1次/天色譜13蒸出粗醋 酐真空受槽醋 酐75%1次/槽色譜14蒸出醋 酸真空受槽醋 酸15%1次/槽化分15稀醋酸稀醋酸出料槽醋 酸22%1次/班化分16稀醋酸稀醋酸出料槽醋 酸43%抽查化分

26、17廢 水酯水熱交換器出口乙 酯醋 酸0.1%0.5%次/班化分18原 料醋 酸原料醋酸貯槽醋 酸甲 酸外觀98%0.35%20#1次/天色譜色譜化分19廢 水水封槽醋 酸0.09%1次/天化分20成 品醋 酐貯 槽醋 酐氧化值外 觀98%5分10#1次/槽色譜化分化分 生產(chǎn)工藝條件一覽表表14 醋酐裝置工藝控制條件表5序號(hào)設(shè)備名稱工藝條件名 稱單位控 制 范 圍計(jì) 量?jī)x 表備注1裂化爐二段管內(nèi)溫度燃燒室吸力二段管外溫度二段出口真空度爐膛溫度一段爐膛溫度一段管內(nèi)溫度KpaKpa705-7106.67-13.341100466.961250900-1000580-650TRC 0101PI 01

27、06TR 0108PR 0104TR 0103TR 0102TR 0102以稀酸濃度在382%為準(zhǔn)。單爐13002蒸發(fā)皿真空度液 高醋酸加料量KpammKg/h40與加熱蛇管平950-1000PR 0101LRC0102FRC01033冷凝冷卻 器出口溫度-5 -8TI 01044稀醋酸中間槽稀醋酸濃度%39-425分離器出口真空度Kpa800.5-867.2PI 01046第一吸收塔塔頂溫度塔頂真空度Kpa30-35813.8-867.2TI0201-1PI 0201塔底溫度吸收液循環(huán)量m3/h35-4040-45TI0201-2FRC02017第二吸收塔塔頂溫度吸收液循環(huán)量塔頂真空度塔頂溫

28、度m3/hKpa25-2827-32853.8-880.528-30TI0201-3FRC0202PI 0202TI02018洗滌塔塔底溫度進(jìn)料量h8-121000-1200TI0205FRC03099蒸發(fā)塔粗醋酐進(jìn)料量塔底液高成品采出量排出殘液h%hh1200-150060-801000-150010-15FRC0301LR0304FIQ0306FRC030710精餾塔塔頂溫度進(jìn)料溫度塔內(nèi)壓力塔底溫度成品采出溫度醋酸采出量mmHg/h105-108120-125500-600125-130125-128150-200TR0301-2TR0301-1PI 0301TR0301-3TR0301-

29、4LRC030111冷凝器出口溫度50TR0301-512冷凝器出口溫度25TR0301-613稀醋酸貯 槽稀醋酸濃度%40214分層器水層液高酯層含醋酸%1/4 -1/30.2第2章 設(shè)計(jì)計(jì)算書第2.1節(jié) 物料衡算 設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)將本著設(shè)計(jì)合理，工藝安全，保證收率，降低能耗，運(yùn)行效果好的原則，對(duì)精餾工序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)依據(jù)學(xué)校下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，模擬吉化電石廠醋酐生產(chǎn)過程，對(duì)6800噸/年醋酐裝置的精餾工段進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）年生產(chǎn)能力：6800噸/年，生產(chǎn)時(shí)間：7200小時(shí)。（2）粗醋酐組成：醋酐含量86%，醋酸含量13.5%，高沸物0.5% 。（3）醋酸轉(zhuǎn)化為

30、乙烯酮的轉(zhuǎn)化率80% 。（4）乙烯酮的選擇性為90% 。（5）每蒸發(fā)100kg醋酸有廢氣4Nm產(chǎn)生 。（6）成品醋酐純度：醋酐含量98.0%，醋酸含量2.0% 。（7）精餾過程中醋酐的損失3.0%，輕組分中醋酐濃度1.0% 。（8）計(jì)算基準(zhǔn)（/h）： P=944.44/h。 全塔物料衡算（1）粗醋酐精餾工序物料衡算 粗醋酐精餾工序總物料衡算醋酐：1.0%D精餾塔蒸發(fā)塔醋酸：99.0%F粗醋酐F醋酐：98.0%F成品P高沸物：0.5%醋酐：86%醋酸：2.0%醋酸：13.5%醋酐損失：2.0%醋酐損失：1.0%高沸物：50.0%高沸物：50.0%W精餾中有醋酐損失：3.0% 公式 （21）解得：

31、D=132.43/h F=1111.09/h對(duì)總系統(tǒng)來(lái)說(shuō)： 蒸發(fā)塔物料衡算蒸發(fā)塔FF醋酐損失：1.0%高沸物：50.0% 精餾塔物料衡算精餾塔FDP醋酐損失：2.0%高沸物：50.0% 粗醋酐精餾工序物料衡算結(jié)果列表如下：表21 精餾工序物料衡算表 料向物料走向組分名稱質(zhì)量流量(/h)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(Wt%)摩爾流量(kmol/h)摩爾分?jǐn)?shù)(mol%)總系統(tǒng)進(jìn)料粗醋酐從吸收工序去蒸發(fā)塔醋酐955.548610.130.77醋酸149.9913.52.940.22高沸物5.560.50.060.01出料從精餾塔去吸收塔醋酐1.321.00.020.01醋酸131.1199.02.720.99從精餾塔去

32、包裝工序醋酐925.5598.09.740.97醋酸18.892.00.340.03蒸發(fā)、精餾殘?jiān)セ厥沾佐?8.6783.40.300.83高沸物5.5616.60.060.17蒸發(fā)塔進(jìn)料從吸收工序去蒸發(fā)塔醋酐955.548510.130.77醋酸149.9914.52.940.22高沸物5.560.50.060.005出料從蒸發(fā)塔去精餾塔醋酐94584.610.030.77醋酸149.9915.22.940.23高沸物2.780.20.030.001從蒸發(fā)塔去殘?jiān)麴s塔醋酐7.7377.20.100.77高沸物2.2522.80.030.23精餾塔進(jìn)料從蒸發(fā)塔去精餾塔醋酐94584.610

33、.030.77醋酸149.9915.22.940.23高沸物2.780.20.030.001出料從精餾塔去吸收塔醋酐1.321.00.020.01醋酸131.1199.02.720.99精餾塔去包裝醋酐925.5598.09.740.97醋酸18.892.00.340.03從精餾塔去殘?jiān)麴s塔醋酐19.1187.320.200.87高沸物2.7812.680.030.13注：高沸物按醋酐計(jì)算（2）粗醋酐吸收工序物料衡算吸收工序基礎(chǔ)數(shù)據(jù)第二吸收塔第一吸收塔L1來(lái)自裂化工序 FDLG高：來(lái)自裂化的高沸物 G酮：來(lái)自裂化的乙烯酮V：來(lái)自裂化的惰性組分氣體 G1：第一吸收塔出來(lái)的乙烯酮F：去精餾塔的粗

34、醋酐 L：第二吸收塔的循環(huán)液S：第二吸收塔尾氣帶走的HAC L1：來(lái)自高位槽HACD：來(lái)自精餾的醋酸a. 每生產(chǎn)1kg粗醋酐，第二吸收塔產(chǎn)生尾氣0.054695kg，其中，HAC占69.2%，其余為惰性組分氣體。b. 粗醋酐中的醋酐，89%來(lái)自第一吸收塔。c. 高位槽中的醋酸的質(zhì)量組成為HAC占99%，水占1%。d. 惰性組分氣體的平均分子量是28。 求解：來(lái)自裂化的乙烯酮(G酮) 解得：G酮=392.91kg/h 求解：第二吸收塔尾氣量和帶走的HAC的量第二吸收塔尾氣量=F0.054695=60.77 kg/hS=F0.05469569.2%=42.05 kg/h求解：來(lái)自高位槽HAC（L1

35、）的量及來(lái)自裂化氣體（V）的量對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做物料衡算：L1=V+S+ L11%+F-V-G高-G酮-D解得：L1=633.13kg/hL1中HAC的量=626.8kg/hL1中H20的量=6.33 kg/hV = F0.054695SL11% = 12.39 kg/h求解：來(lái)自裂化的第一、第二吸收塔的醋酐量來(lái)自第一吸收塔的醋酐量=F86%89%=850.43kg/h來(lái)自第二吸收塔中的醋酐量L酐= F86%（1-89%）=105.11kg/h求解：第二吸收塔的循環(huán)液（L）中醋酸的量 解得：L中醋酸的量= L1醋酸+D醋酸YS=675.91kg/h求解：第一吸收塔出來(lái)的乙烯酮G1G1=G高+G酮+V

36、+L-F-V=40.5kg/h以上吸收工序物料衡算列物料衡算表（表2.2）表22 吸收工序物料衡算表料向物料走向組分名稱質(zhì)量流量質(zhì)量分?jǐn)?shù)摩爾流量摩爾分?jǐn)?shù)/hW%kmol/hmol總系統(tǒng)進(jìn)料自裂化工序的乙烯酮去第一吸收塔乙烯酮313.1094.1110.110.93隋性氣體11.424.540.730.07高沸物7.011.350.0600.006自高位槽的HAC水6.331.00.3710.03醋酸626.899.010.990.97自精餾的醋酸醋酐1.471.00.0160.006醋酸147.1899.02.720.99出料第二吸收塔的尾氣醋酸39.9462.890.770.41隋性氣體11

37、.4227.990.730.39水6.349.120.370.20去精餾工序的粗醋酐醋酐907.598510.130.77醋酸142.4714.52.940.22高沸物2.370.50.0600.005第一吸收塔進(jìn)料自裂化工序的乙烯酮去第一吸收塔乙烯酮313.1094.1110.110.93隋性氣體11.424.540.730.07高沸物7.011.350.0600.006第二吸收塔循環(huán)液醋酐99.8313.681.110.09醋酸675.9186.3211.950.91第一吸收塔出料去第二吸收塔隋性氣體11.4223.610.730.07乙烯酮40.4377.01.150.93去精餾工序的粗

38、醋酐醋酐907.598510.130.77醋酸142.4714.52.940.22高沸物2.370.50.0600.11第二吸收塔進(jìn)料去第二吸收塔隋性氣體39.9430.800.730.49乙烯酮39.9469.200.770.51來(lái)自高位槽的HAC水6.341.00.370.03醋酸62899.010.990.97來(lái)自精餾的醋酸醋酐1.471.00.0160.01醋酸145.5399.02.720.99出料第二吸收塔的尾氣醋酸39.9462.890.770.41隋性氣體11.4227.990.730.39水6.349.120.370.20第二吸收塔循環(huán)液醋酐99.8313.681.110.0

39、9醋酸807.7586.3211.950.91（3）裂化工序物料衡算 裂化工序基礎(chǔ)數(shù)據(jù)a. 原料稀醋酸組成：HAC 95%，水和雜質(zhì)5%b. 醋酸轉(zhuǎn)化率：80%c. 醋酸轉(zhuǎn)化為乙稀酮的選擇性90%WSF裂F裂：裂化原料醋酸G高：裂化產(chǎn)生高沸物V：裂化產(chǎn)生的惰性組分氣體WS：冷卻液體裂化工序物料衡算理論上乙烯酮量=313.10/90%=347.88 kg/h 解得：反應(yīng)前純HAC量=X/80%=621.23kg/hF裂=621.23/95%=653.93kg/hF裂中HAC為496.98kg/h，水和雜質(zhì)為32.70kg/h。主要副反應(yīng)： 解得：Z=7.15kg/hWS中水=主反應(yīng)生成的水+副反

40、應(yīng)生成的水+原料HAC帶入的水=149.06+7.45+32.70=189.21kg/hWS中HAC的量= F裂95%（1-80%）=94.42kg/h以上裂化工序物料衡算列物料衡算表（表2.3）表23 裂化工序物料衡算表料向物料走向組分名稱質(zhì)量流量(/h)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(W%)摩爾流量(kmol/h)摩爾分?jǐn)?shù)裂化系統(tǒng)進(jìn)料原料醋酸進(jìn)入裂化裝置醋酸496.9894.1211.240.83水和雜質(zhì)32.705.882.340.17出料去吸收工序乙烯酮313.1094.1110.110.93隋性氣體11.424.540.730.07高沸物7.011.350.060.006產(chǎn)生的水和雜質(zhì)水149.0960.

41、1614.140.83醋酸94.4239.842.810.17第2.2節(jié) 醋酐精餾塔計(jì)算 物料衡算（已完成） 操作條件確定（1） 進(jìn)度溫度計(jì)算（露點(diǎn)）氣相進(jìn)料已知：體系總壓P總=550mmHg(負(fù)壓操作) 進(jìn)料中：高沸物按醋酐計(jì)算按完全理想系計(jì)算 公式 （22） 醋酐：（945+2.64）/102=9.29kmol/h 醋酸：149.99/60=2.50 kmol/h 醋酐的摩爾分率：=0.7880 =0.2120用試差法（安托因方程）： (：mmHg， T：K) 公式（23）1查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)2ABC醋酸16.80803405.57-56.34醋酐16.39823287.56-75.1

42、1設(shè)溫度T=124.2273.15=397.35K，則解得：mmHg解得：mmHg進(jìn)料溫度為124.2。 （2） 塔頂露點(diǎn)溫度操作壓力： 從附表21中查得：=0.99，=0.01設(shè)溫度T=107.8=380.95K解得：mmHg解得：mmHg塔頂溫度107.8（3）塔釜泡點(diǎn)計(jì)算（成品） 從表21中查得：X醋酸=0.03 , X醋酐=0.97設(shè)溫度T=127.0=400.15k解得：mmHg解得：mmHgQ2Q4Q5Q3Q1蒸發(fā)塔塔釜溫度127.0 蒸發(fā)工序熱量衡算衡算范圍：如圖所示虛線框。：進(jìn)料帶入熱量。：塔頂出料帶走的熱量。：釜液帶出熱量。：加熱蒸汽帶入熱量。：熱量損失（5%Q4）。設(shè)基準(zhǔn)溫

43、度0，則：進(jìn)料: 塔頂：塔釜： 由化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)查得如下數(shù)據(jù)：7Cp J/(molK)Hv KJ/mol溫度（）醋酸醋酐醋酸醋酐20133.5196.927.4647.2240135.2200.226.7745.9160137.1203.926.0344.5380139.3207.925.2743.07100141.6212.224.4641.53120144.3217.023.6139.89140147.2222.222.7038.12由于，所以經(jīng)插值計(jì)算得： J/(molK)Hv KJ/mol溫度（）醋酸醋酐醋酸醋酐10132.65195.25-62.1137.33204.32-

44、65137.65204.90-124.2-23.4239.52130-23.1639.01根據(jù)熱量守恒：本設(shè)計(jì)采用1.1MPa蒸汽加熱，其熱焓為2782.40 kJ/kg,溫度185，蒸汽回水溫度185，其熱焓為785.37kJ/kg則：需要蒸汽量=/h表2.4蒸發(fā)塔熱量衡算表物料名稱熱量（kJ/h）總 計(jì)（kJ/h）進(jìn)料進(jìn)料帶入熱量47591.77761264.21加熱蒸汽帶入熱量713672.44出料塔頂出料帶走熱量722117.78761264.21釜液帶出熱量3462.81熱量損失35683.62精餾塔OO.Q1Q3Q4Q5Q6Q7Q2.2.2.4 精餾工序熱量衡算衡算范圍：如圖所示虛

45、線框。：進(jìn)料帶入熱量。：塔頂出料帶走的熱量。：回流液帶入熱量。：釜液帶出熱量。：產(chǎn)品帶走熱量。：熱量損失（5%Q7）。：加熱蒸汽帶入熱量。設(shè)基準(zhǔn)溫度0，則：進(jìn)料: 塔頂：塔釜： 由于，所以對(duì)前已查出的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算，得如下數(shù)據(jù)： J/(molK)Hv KJ/mol溫度（）醋酸醋酐醋酸醋酐53.9136.52199.19-62.1137.33204.32-63.5137.49204.60-107.8-24.1340.89124.2-23.4239.52127.0-23.2939.27已知：由蒸發(fā)塔頂進(jìn)入精餾塔的物料，在進(jìn)料過程中熱量損耗忽略不計(jì)。 （1）Q1的計(jì)算：（2）Q2的計(jì)算：根據(jù)回流比

46、計(jì)算：（3）Q3的計(jì)算：（4）Q4的計(jì)算：（5）Q5的計(jì)算：（6）Q7的計(jì)算：根據(jù)熱量守恒： 本設(shè)計(jì)采用1.1MPa蒸汽加熱，其熱焓為2782.40 kJ/kg,溫度185，蒸汽回水溫度185，其熱焓為785.37kJ/kg則：需要蒸汽量=表2.5 精餾塔熱量衡算表物料名稱熱量（kJ/h）總 計(jì)（kJ/h）進(jìn)料進(jìn)料帶入熱量771859.81535158.76回流液帶入熱量434121.59加熱蒸汽帶入熱量329177.37出料塔頂出料帶走熱量1253700.161535158.76釜液帶出熱量5976.37產(chǎn)品帶走熱量259023.36熱量損失16458.87塔頂冷凝器選型F,XiQ1VLD因

47、為冷凝器V=1937.41Kmol/h的混合氣變成同溫度的混合液，所以冷凝器的換熱量：根據(jù)已知條件，查化工原理書得到數(shù)據(jù)如下:(單位：kcal/kmol)HVHV107.857649768.46 Q=181438.32: 熱流體107.8107.8 冷流體2620 t =81.8 t=87.8t=84.8根據(jù)流體性質(zhì)：k=120kal/m h Q=KAt t=17.8查化工原理化學(xué)工業(yè)出版社附錄：公稱直徑 mm公稱壓力 Mpa管程數(shù)中心排管數(shù)管子根數(shù)換熱管長(zhǎng)度 mm管道流面面積 2524000.62119436000.0163第2.3節(jié) 設(shè)備計(jì)算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1） 塔壓：550mmHg 進(jìn)料 1

48、24.2273.15=397.35K 塔溫： 塔頂 107.8273.15=380.95K 塔釜 127.0273.15=400.15K（2） 密度：查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)2溫度醋酸(/m3)醋酐(/ m3)100953.2977.6110940.6963.4120927.8948.7130914.8934.1經(jīng)插值計(jì)算得下表：溫度醋酸(/)醋酐(/)107.8943.37966.52124.2922.34942.57127.0918.70938.48（3） 流量 （4） 塔頂計(jì)算 液相密度： 氣相密度： 流量：液相體積流量(精餾段)：氣相體積流量(提餾段)：（5） 進(jìn)料： 氣相密度：液相密度

49、： 流量：氣相體積流量：精餾段氣相平均密度：精餾段液相平均密度：/（6） 塔釜：液相密度： 氣相密度：提餾段氣相平均密度：提餾段液相平均密度： 流量：氣相體積流量(提餾段)： 液相體積流量(提餾段)：（7）表面張力： 查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)2 HACAC2O10019.2721.6411018.2320.3312017.2019.0213016.1817.73單位：達(dá)因/按公式：計(jì)算對(duì)應(yīng)的表面張力如下： 塔頂107.818.458820.6182進(jìn)料124.216.771618.4782塔釜12716.48618.117單位：達(dá)因/ =18.45880.9874+20.61820.01137=

50、18.49達(dá)因/ =16.77160.139918.47820.8592=18.22達(dá)因/=16.4860.03418.1170.966=18.06達(dá)因/精餾段： 提餾段：表2.6 工藝條件列表精餾段提餾段平均密度（/）汽相1.7232.125液相94270593916體積流量（/s）汽相0.3760.2131液相5085.11液體表面張力（達(dá)因/）液相18.3618.14 塔板數(shù)的確定（1） 確定最小回流比Rmin 本設(shè)計(jì)是飽和蒸汽進(jìn)料其中：飽和蒸汽原料中易揮發(fā)組分的摩爾分率。 全塔平均相對(duì)揮發(fā)度設(shè)輕關(guān)鍵組分：醋酸-A-LK 重關(guān)鍵組分：醋酐-B-HK（清晰分割法）塔頂 進(jìn)料 塔釜全塔平均相

51、對(duì)揮發(fā)度：（2） 實(shí)際回流比 取實(shí)際回流比為最小回流比的1.3倍。 則：R=1.3Rmin=1.39.11=11.84（3） 最小理論板數(shù)的求法 （4） 全塔理論板數(shù)的確定由化學(xué)工業(yè)出版社出版的化工原理下冊(cè)P123（圖7-54）吉利蘭圖查得： 代入 ，求得：取N=25塊（不包括再沸器）（5）精餾段理論板數(shù)平均相對(duì)揮發(fā)度進(jìn)料中輕揮發(fā)組分=前已查得：=0.43，代入公式得：精餾段理論板為19塊，提餾段理論板為（25-19）=6塊（6） 實(shí)際塔板數(shù)確定 板效率 其中：全塔平均相對(duì)揮發(fā)度 塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度（） a)、計(jì)算進(jìn)料液相組成： b)、查石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè) cp =（以進(jìn)料）醋酸

52、醋酐0.12500.88710.35500.3223=0.1250.35500.88710.3223=0.2914塔內(nèi)實(shí)際板數(shù) 取實(shí)際板層數(shù)為44塊。（7） 精確段實(shí)際板數(shù)確定 取實(shí)際精餾段板數(shù)為34塊提餾段實(shí)際板數(shù)為：44-34=10塊 塔高的計(jì)算Z=。（根據(jù)化原天大下冊(cè) P153表3-2選板間距=0.35m）。 塔徑的計(jì)算（1）計(jì)算公式D：塔徑（m）：塔內(nèi)氣體流量u：空塔內(nèi)氣速m/su=安全系數(shù)：極限空塔氣速m/sC：負(fù)荷系數(shù)（其值可由史密.斯關(guān)聯(lián)圖查出）：分別為塔內(nèi)氣液兩相密度=（2）精餾段計(jì)算：C由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出：取板間距，取板上液層高度hL=70 則：-=350-70=280mm=

53、0.28m根據(jù)以上數(shù)據(jù)，由化工原理天大下冊(cè) P154圖37查得：=0.057由于物系表面張力為18.34達(dá)因/cm，不接近C20達(dá)因/cm，故需校正：=0.056取安全系數(shù)為0.7(0.60.8),則：u= 安全系數(shù)=1.350.7=0.95m/s塔徑：（3）提餾段計(jì)算：取板間距，取板上液層高度hl=70mm則：-=350-70=280mm=0.28m根據(jù)以上數(shù)據(jù)，由化工原理天大下冊(cè) P154圖37查得：=0.057由于物系表面張力為18.14達(dá)因/cm，不接近20達(dá)因/cm，故需校正：取安全系數(shù)為0.7(0.60.8),則：u= 安全系數(shù)=1.1720.7=0.820m/s塔徑：由以上計(jì)算數(shù)

54、值，取統(tǒng)一塔徑D=0.800m=800mm則：塔截面積：精餾段：空塔氣速：u=提餾段：空塔氣速：u= 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)板間距=350mm,取板上液層高度=0.07m塔徑D=800mm 根據(jù)塔徑和液體的流量，選用弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，塔板采用單溢流和分塊式組裝。查化工工程手冊(cè)第十三篇3，選用單溢流型塔板，列參數(shù)如下：塔徑(mm)塔截面積（）塔板間距（mm）弓形降液管降液管面積（）堰長(zhǎng)降液管寬度（）8000.50273505291000.03630.07210.661（1） 溢流裝置 堰長(zhǎng)：=0.66D=0.660.8=0.528m 堰上液層高度how=：塔內(nèi)液體流量（） ：堰長(zhǎng)（m） 符合要求近似

55、取E=1（E：液流收縮系數(shù)）符合要求精餾段提餾段 一般how不應(yīng)小于6mm,以免液體在堰上分布不均。取hw=64mm 堰高：精餾段：hw=hL-how=0.07-0.0066=0.0634m提餾段：= 0.07-0.0069=0.0631m 降液管底隙高度 ho 確定ho的原則保證液體流徑此處時(shí)阻力不太大，同時(shí)要有良好的液封。Hw一般不應(yīng)小于2025mm，否則易于堵塞或因安裝偏差而使液流不暢，造成液泛。精餾段：ho=hw-0.006 = 0.0634-0.006=0.0574m 提餾段：ho=hw-0.006 = 0.0631-0.006=0.0571m塔徑較小ho可取2030mmho=30m

56、m=0.03m 弓形降液管寬度Wd和面積Af 查化原下冊(cè)，天大P159圖313得： 液體在液管中停留時(shí)間 為了保證液體在降液管內(nèi)有足夠的沉降時(shí)間，分離出其中夾帶的氣泡，驗(yàn)算降液管內(nèi)液體的停留時(shí)間。 = 化原下冊(cè)，天大P160（311）式驗(yàn)算：精餾段：=提餾段：=注：不應(yīng)小于35s停留時(shí)間5s降液管尺寸可用。（2） 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 浮閥塔的板上所有浮閥處于剛剛?cè)_時(shí)情況最好，這時(shí)塔板的壓強(qiáng)降及板上液體的泄露都比較少，而操作彈性較大。 對(duì)于F1型浮閥（重閥）而言，當(dāng)板上所有浮閥剛剛?cè)_時(shí)，F(xiàn)o=912之間。取閥孔動(dòng)能因數(shù)Fo=10精餾段：閥孔氣速uo= =提餾段：閥孔氣速uo= =VS：

57、上升氣體的流量do：閥孔直徑(0.039m)每層塔板上的浮閥數(shù)N=精餾段：N=提餾段：N=取破沫區(qū)寬度：WS=75mm=0.075m (6075mm之間)邊緣區(qū)寬度：WC=40mm=0.040m (3050mm之間)對(duì)于單溢流塔板，鼓泡區(qū)面積Aa=式中： R=Aa= = =0.302浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一橫排的孔心距t=0.075m相鄰兩排孔中心線距離=0.080m 。以等腰三角形叉排方式作圖（見圖2.1），精餾段排得浮閥數(shù)N=42個(gè)，提餾段N=27個(gè)：按N=42重新核算孔速Uo及閥孔動(dòng)能因數(shù)Fo如下： 精餾段：uo= 按N=27重新核算孔速Uo及閥孔動(dòng)能因數(shù)Fo如下：提餾段：

58、uo= = 閥孔因數(shù)變化不大，仍在9-12范圍內(nèi)精餾段：塔板開孔率：提餾段：塔板開孔率： 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 目的：在于校驗(yàn)上述各項(xiàng)工藝尺寸已確定的塔板，在設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下能否正常工作，其內(nèi)容包括對(duì)塔板壓強(qiáng)降液泛，霧沫夾帶、泄露、液面落差等項(xiàng)的驗(yàn)算。 浮閥塔板上的液面落差很小，可以忽略（1） 氣相通過浮閥塔板的壓強(qiáng)降。 (用塔內(nèi)液柱高度表示) ：干板阻力 對(duì)于F1型重閥得出以下求hc的經(jīng)驗(yàn)公式：閥全開前（）： 公式（2.4）閥全開后（）： 公式（2.5）聯(lián)立以上兩式，解出臨界孔速,得：精餾段： 提餾段：因精餾段： 提餾段： ：板上充氣液層阻力本設(shè)備分離醋酐與醋酸混合物，即液相為碳?xì)浠衔?/p>

59、?？扇〕錃庀禂?shù)依天大化原下冊(cè)P146（3-20）式知 ：液體表面張力所造成的阻力此項(xiàng)阻力很小，忽略不計(jì)，因此，氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹椋簡(jiǎn)伟鍓航担壕s段：提餾段：（2） 淹塔為防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度可由天大化原下冊(cè)P165（3-22）式，計(jì)算。 ：氣體通過塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨惹耙阉愠觯?0.065m ：板上液層高度 前已算出：=0.07m 液體通過降液管的壓頭損失 因不設(shè)進(jìn)口堰，故由天大化原下冊(cè)P165（3-23）式，計(jì)算。精餾段：提餾段： 取 精餾段：=0.065+0.07+0.00015=0.13515m提餾段：=0.065+0.07+

60、0.00018=0.13518m可見，符合防止淹塔的要求。（3） 霧沫夾帶 定義：板上液體被上升氣體帶入上一層塔板的現(xiàn)象。 要求：每千克上升氣體夾帶到上一層塔板的液體量不超過0.1 即控制霧沫夾帶量 泛點(diǎn)率：操作時(shí)的空塔氣速與發(fā)生液泛時(shí)的空塔氣速的比值。泛點(diǎn)率= （CF：泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)）泛點(diǎn)率=板上液體流經(jīng)長(zhǎng)度：ZL=D-2Wd=0.8-20.1=0.602m板上液流面積：Ab=AT-2Af=0.5024-20.03622=0.42996取物性系數(shù)k=1.0,由天大化原下冊(cè)P166圖3-17查CF：查得：CF=0.095精餾段：泛點(diǎn)率= =泛點(diǎn)率= =提餾段：泛點(diǎn)率= =泛點(diǎn)率= =對(duì)直徑0.9