年产40万吨甲醇精馏工艺设计(8)

由于是泡点进料， ，过点e (0.747.0.747)做直线 交平衡线于点 ，由点 可读得 ，因此：

又过点 作平衡线的切线，切点为 ，读得其坐标为 ，因此：

所以，

可取操作回流比

3.3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算

以年工作日为300天，每天开车24小时计，进料量为：

由全塔的物料衡算方程可写出： (蒸汽) (泡点)

3.3.3 全凝器冷凝介质的消耗量 塔顶全凝器的热负荷： 可以查得 ，所以

取水为冷凝介质，其进出冷凝器的温度分别为25℃和35℃则 平均温度下的比热 ，于是冷凝水用量可求：

3.3.4热能利用

以釜残液对预热原料液，则将原料加热至泡点所需的热量 可记为： 其中

在进出预热器的平均温度以及 的情况下可以查得比热 ，所以，

釜残液放出的热量 若将釜残液温度降至 那么平均温度 其比热为 ，因此，

可知， ，于是理论上可以用釜残液加热原料液至泡点 3.3.5 理论塔板层数的确定 精馏段操作线方程：

提馏段操作线方程：

线方程：

在 相图中分别画出上述直线，利用图解法可以求出 块(含塔釜)

其中，精馏段13块，提馏段5块。 3.3.6全塔效率的估算

用奥康奈尔法( )对全塔效率进行估算：

由相平衡方程式 可得

根据甲醇~水体系的相平衡数据可以查得： (塔顶第一块板) (加料板) (塔釜) 因此可以求得：

全塔的相对平均挥发度：

全塔的平均温度：

在温度 下查得 因为 所以，

全塔液体的平均粘度：

全塔效率

3.3.7 实际塔板数 块(含塔釜)

其中，精馏段的塔板数为： 块 第3.4节 精馏塔主题尺寸的计算 3.4.1 精馏段与提馏段的体积流量 3.4.1.1 精馏段

整理精馏段的已知数据列于表3(见下页)，由表中数据可知：液相平均摩尔质量： 液相平均温度：

表3-3 精馏段的已知数据

位置 进料板 塔顶(第一块板) 质量分数

摩尔分数 摩尔质量

温度/℃ 83.83 78.62 在平均温度下查得 液相平均密度为：

其中，平均质量分数 所以，

精馏段的液相负荷

同理可计算出精馏段的汽相负荷。 精馏段的负荷列于表4。 表3-4 精馏段的汽液相负荷

名称 汽相 液相

平均摩尔质量/ 30 36.13 平均密度/ 814 1.251

体积流量/ 2.43(0.000625 ) 3804(1.056 )

3.4.1.2 提馏段

整理提馏段的已知数据列于表5，采用与精馏段相同的计算方法可以得到提馏段的负荷，结果列于表6。 表3-5 提馏段的已知数据

位置 塔釜 进料板 质量分数

摩尔分数

摩尔质量

温度/℃ 99.38 83.83

表3-6 提馏段的汽液相负荷

名称 液相 汽相

平均摩尔质量/ 20.2 25.6 平均密度/ 911 0.816

体积流量/ 8.09(0.00225 ) 4132(1.15 )

第3.5节塔径的计算

由于精馏段和提馏段的上升蒸汽量相差不大，为便于制造，我们取两段的塔径相等。有以上的计算结果可以知道： 汽塔的平均蒸汽流量：

汽塔的平均液相流量：

汽塔的汽相平均密度：

汽塔的液相平均密度：

塔径可以由下面的公式给出：

由于适宜的空塔气速 ，因此，需先计算出最大允许气速 。

取塔板间距 ，板上液层高度 ，那么分离空间：

功能参数：

从史密斯关联图查得： ，由于 ，需先求平均表面张力： 全塔平均温度 ，在此温度下，甲醇的平均摩尔分数为 ，所以，液体的临界温度：

设计要求条件下甲醇~水溶液的表面张力

平均塔温下甲醇~水溶液的表面张力可以由下面的式子计算： ， 所以：

根据塔径系列尺寸圆整为

此时，精馏段的上升蒸汽速度为：

提馏段的上升蒸汽速度为：

第3.6节 塔高的计算

塔的高度可以由下式计算：

已知实际塔板数为 块，板间距 由于料液较清洁，无需经常清洗，可取每隔8块板设一个人孔，则人孔的数目 为： 个

取人孔两板之间的间距 ，则塔顶空间 ，塔底空间 ，进料板空间高度 ，那么，全塔高度：

第3.7节 塔板结构尺寸的确定 3.7.1 塔板尺寸

由于塔径大于800mm，所以采用单溢流型分块式塔板。 取无效边缘区宽度 ，破沫区宽度 ， 查得

弓形溢流管宽度 弓形降液管面积 验算：

液体在精馏段降液管内的停留时间

液体在精馏段降液管内的停留时间

3.7.2弓形降液管 3.7.2.1 堰高

采用平直堰，堰高 取 ，则

3.7.2.2 降液管底隙高度h0

若取精馏段取 ，提馏段取为 ，那么液体通过降液管底隙时的流速为 精馏段： 提馏段：

的一般经验数值为 3.7.3进口堰高和受液盘

本设计不设置进口堰高和受液盘 3.7.4 浮阀数目及排列

采用F1型重阀，重量为33g，孔径为39mm。 3.7.4.1浮阀数目 浮阀数目

气体通过阀孔时的速度 取动能因数 ，那么 ，因此 个

3.7.4.2排列

由于采用分块式塔板，故采用等腰三角形叉排。若同一横排的阀孔中心距 ，那么相邻两排间的阀孔中心距 为：

取 时画出的阀孔数目只有60个，不能满足要求，取 画出阀孔的排布图如图1所示，其中

图中，通道板上可排阀孔41个，弓形板可排阀孔24个，所以总阀孔数目为 个 3.7.4.3校核

气体通过阀孔时的实际速度： 实际动能因数： (在9~12之间) 开孔率：

开孔率在10%~14之间，满足要求。 第3.8节 流体力学验算

3.8.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) 3.8.1.1 干板阻力

浮阀由部分全开转为全部全开时的临界速度为 ： 因为 所以

3.8.1.2板上充气液层阻力

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库年产40万吨甲醇精馏工艺设计(8)在线全文阅读。