年产三万吨乙酸乙酯工艺过程能量集成
ⅱ计算塔顶塔底关键组分相对挥发度? 关键组分为乙酸乙酯、乙醇
???D13??W13?ⅲ计算塔效率ET
6072??0.77 72100ET?0.49(??L)?0.245?0.049(0.77?0.41)?0.245?0.65
ⅳ实际塔板数计算 a.上精馏段 NF1?NF110.5??15.9 ET0.66即来自塔1进料从塔顶下数第16块板加料。 b.下提馏段NF2?NF22.98??4.5 ET0.66即来自沉降器进料从塔底上数第5块板进料。 c.总塔板数为NT?N19.54??29.6 ET0.66即总实际塔板数为30块（不包括再沸器）。
3.1.3精馏2塔的工艺尺寸设计
根据计算已得数据情况，这里选择填料如下： 型式：250YC型拉鲁派克填料 材料：铜
填料理论等板高度：350mm （1）塔顶蒸汽负荷
表3.6塔顶蒸汽负荷表
物料
蒸汽质量流量（kg/h）
乙酸乙酯
46865.69
0.617
54.3
气相组成摩尔分数y
My=M*y/(kg/mol)
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乙醇 水 总计
4928.47 4414.58 56208.74
0.132 0.251 --
6.1 4.5 64.9
则塔顶气体密度?DV=（2）塔底蒸汽负荷
64.9273??2.30kg/m3 22.41273?71表3.7塔底蒸汽负荷表
物料
蒸汽质量流量（kg/h）
乙酸乙酯 乙醇 水 总计
则塔底气体密度?WV=（3）塔顶液相负荷
表3.8塔顶液相负荷表
物料 液相摩尔流率（kmol/h） 乙酸乙酯 乙醇 水 总计 331.2 71.1 134.82 537.12 液相质量流量（kg/h） 4865 528 469 5862 夜相组成摩尔分数y 0.617 0.132 0.251 -- 0.901 1.000 0.789 -- 相对密度 体积流率/（㎡/h） 44.2 4.86 4.86 53.92 527 24580 1819 26926
气相组成摩尔分数
y 0.009 0.831 0.160 --
0.79 38.22 2.88 41.89 My=M*y/(kg/kmol)
41.89273??1.45kg/m3 22.41273?79则塔顶液体密度?DL?（4）塔底液相负荷
48540?900kg/m3
53.92表3.9塔底液相负荷表
物料 液相摩尔流率（kmol/h）
液相质量流量（kg/h） 27
夜相组成摩尔分数y 相对密度 体积流率/年产三万吨乙酸乙酯工艺过程能量集成
（m3/h） 乙酸乙酯 乙醇 水 总计 15.66 440.64 1100.88 1557.18 1378.8 20269.8 19816.2 41464.8 0.01 0.283 0.707 -- 0.901 1.000 0.789 -- 1.7 22.52 27.9 52.12 则塔底液体密度?WL?（5）填料塔高度
①填料层高度
46072?884kg/m3
52.12Z=30×0.35=10.5m
②填料塔高度 取塔顶空间0.5m 塔釜空间取0.5m 填料塔塔体高度为12.5m ⑹填料塔直径
精馏塔的直径可由公式VS??4D2u进行计算
3式中 VS 塔内上升蒸汽的体积流量，m/s D 精馏塔直径，m u 空塔速度，m/s ① 体积流量VS的计算
由于进料状况，操作条件不同，的精馏段、提馏段、中间段的流速都不相同，故塔径也不相同。
塔顶蒸汽体积流率 VDS?塔底蒸汽体积流率 VWS46542.7?24438.6m3/h 2.328120??18569.66m3/h 1.45从数据可知塔顶塔底的气体体积流率相近，因此这里使塔径没处相同，
VS=20000m3/s
②塔空速确定
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一般填料塔去空速0.2~1.2m/s，这里选择1.0m/s
③填料塔直径确定
上述计算知
D?
4VS4?20000??2.67m ?u1.0??3600表3.10填料塔设计工艺尺寸表
序号 项目 数值 1 塔顶流量D , kmol/h 72.85 2 塔底流量W , kmol/h 1034.58 3 塔顶温度,℃ 71 4 塔底温度,℃ 79 5 气相流量
Vs,kmol/h 655.65
6 上精馏段液相流量L,kmol/h 582.8 7 中间段液相流量L1,kmol/h 1021.93 8 下提馏段液相流量L2,kmol/h 1690.23 9 实际塔板数 30 10 塔径,m 2.67 11 塔体高,m 12.5 12 填料层高,m 10.5
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第四章 热量衡算
4.1 热力学数据收集
(1)温度：
塔顶温度:约为62%molCH3CH2OH，25%molH2O，13%CH3CH2OH三组分恒沸液的沸点，71℃
塔底温度：约为71%molH2O，29%molCH3CH2OH的沸点，79℃ 来自塔Ⅰ的进料温度为84℃
来自沉降器的进料温度：约为97%molH2O，3%molCH3CH2OH的沸点，95℃ 冷却水温度为20℃（以安徽年平均气温为参考）。 饱和水蒸气：ρ=1.35kg/m3, t=108℃ (2)比热和汽化潜热
表4.1 比热容和汽化潜热
CH3COOC2H5
温度℃
比热容 kj/kg·℃
20 27 37 71 79 84 95
1.927 1.947 1.978 2.145 2.004 2.169 2.224
汽化潜热 kj/kg —— 371.14 364.67 360.54 351.16
比热容 kj/kg·℃ 4.183 4.178 4.174 4.188 4.194 4.21 4.214
H2O
汽化潜热 kj/kg —— 2329 2310 2298 2271
CH3CH2OH 比热容 kj/kg·℃ 2.40 2.46 2.55 2.91 3.02 3.082 3.236
汽化潜热 kj/kg —— 852.66 838.94 830.14 810.10
（4）传热系数K kJ/(m2·h·℃)
表4.2 传热系数
有机蒸汽—水
2000
液体—液体
505
蒸汽—沸腾液体
5858
蒸汽—水 3050
蒸气—有机液体
1000
30
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