（石大博士论文）20万吨固定床FCC轻汽油醚化装置设计(7)

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L′= L + F = 158.69 + 259.71 = 418.40 kmol/h 提馏段气相摩尔流量： V′= V = 280.76 kmol/h 4求操作线方程 ○

精馏段操作线方程为：

LD158.69122.07x?'xD?x??0.7989?0.5652x?0.3473V280.76280.76V

y?提馏段操作线方程为：

L ' W 418 . 40 137 .64

y'?V'x'?V'xW?280.76x'?280.76?0.1398?1.4902x'?0.0685

5逐板计算法求取理论塔板 ○

y1?xD?0.7989，代入式(3)求得x1?0.67699，将x1代入精馏段方程，求

得 y 2 ? 0 .7542 ，依此类推，当 x 1 ? 0 . 时，换用提馏段方程，直到4496x1?0.1398，将计算结果列入下表3-2中。

求解结果为：总理论板层数：NT=6（包括再沸器）

进料板位置： NF=9

6实际板层数的求取 ○

根据生产实际或经验公式估算塔总板效率,取浮阀塔效率ET=0.67。 精馏段实际板层数： N精=6/0.67=8.96≈9块 提馏段实际板层数： N提=9/0.67=13.43≈14块

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表3-2 理论塔板数的确定

塔板数 1 2 3 4 5 6 7 8 气相组分 0.8 0.729838 0.678403 0.643925 0.622178 0.608984 0.600840 0.588299 液相组分 0.676819 0.585817 0.524814 0.486338 0.462993 0.449161 0.440746 0.427963 塔板数 9 10 11 12 13 14 15 气相组分 0.569251 0.540917 0.500053 0.443667 0.370436 0.282458 0.186145 液相组分 0.408950 0.381528 0.343690 0.294548 0.235511 0.170880 0.106943 （2）塔径的选取 1最大允许空气速度W○

max

以最上层塔板、塔顶产品及塔顶回流分别作物料平衡和能量守恒，见下图。

D1VLVVRD+VV=D1+VL

图3-1物料衡算示意图

DLVVLRDqD?Vq?Dq?Vq,40rVV,t21D1,t1LVL,t2

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D1=(R+1)D

VLLqV?qVD,t2 qVL,t2?qD,t2 V,t2t1=75.6℃ t2=73.3℃

解得：VV=0.0065kmol/h VL=0.24kmol/h

Wmax?0.055?(9.81?0.6)/2?0.182m/s0.00656301/2630?5.741/23??()?()0.245.745.742适宜的操作气速Wa ○

根据条件选定系统系数Ka=0.97，安全系数K=0.82。 Wa = 0.182?0.97?0.82 = 0.15m2 3气相空间截面积Fa ○

Fa=0.24/0.15=1.6m2

4计算降液管内液体流速Vd ○

Vd(1)=0.17?0.97?0.82=0.135m/s

Vd(2)=7.98?10?0.82?0.970.6(630?5.74) =0.123m/s 按规定应选Vd=0.123m/s

5计算降液管面积Fd ○

Fd(1)=0.0065/0.123=0.528m2 Fd(2)=0.11?1.6=0.176m2 按规定应选0.176m2

6塔截面积Ft和塔径De ○

Ft=1.6+0.176=1.776m2 De?1.776?1.5m0.785按规定取塔径1500mm

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采用的塔截面积F及空塔气速W为： F = 0.785D2 = 1.77m2 W = 0.24/1.77 = 0.14m/s 塔径圆整后的降液管面积： Fd = 1.77/1.776 = 1m2 （3）塔高的计算 根据资料选定： 塔顶空间高度 Hd=1.5m 进料段高度 Hf=2.0m 塔底空间高度 Hb=1.5m

则塔体高度为：H=1.5 + (23-2)?0.6 + 2.0 + 1.5 = 17.6m （4）浮阀数及其排列方式

为保证塔板在制造﹑安装过程中的强度和刚度要求，取塔板的材料为碳钢，壁厚为3 mm。参考塔板结构参数的系列化标准，可以得到降液管及溢流堰尺寸：溢流装置计算：

塔径D?1.5m，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘，各项计算如下： 堰长lw：取lw?0.73D?0.73?1.5?1.095m 溢流堰高度hw：由hw?hL?how ,选用平直堰， 堰上液层高度how由how?2.84?Lh??计算，近似取E?1， E???1000?low?2323则how?2.84?0.0126?3600??1????0.03m 10001.095??取板上清液层高度hL?0.08m，

故hw?hL?how?0.08?0.03?0.05m。

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弓形降液管宽度bd和截面积Ad

Ab由lw?0.73，查参考文献得：d?0.101,d?0.158

ATDDAd?0.101AT?0.101?2.545?0.257m2bd?0.158D?0.158?1.8?0.284m依公式??2

3600AdHT验算液体在降液管中停留时间， Lh即??3600AdHT3600?0.257?0.45??9.18?5s Lh0.0126?3600故降液管设计合理。 降液管底隙高度hO:

ho?Lh ,其中根据经验取值，取uo?0.25m/s，

3600lwuo则ho?Lh0.0126?3600??0.038m

3600lwuo3600?0.25?1.312且hw?ho?0.05?0.038?0.012?0.006m ，故降液管底隙高度设计合理。 选用凹形受液盘，取深度hw?50mm,(当??600mm,取hw?50mm) （5）浮阀数

选取F1型浮阀，重型，阀孔直径d0?0.039m，初选阀孔动能因子F0?11，计算阀孔气速：

u0?F0?V?11?3.25m/s 11.49浮阀个数：n??Vsd0u02?4?0.936?242个 2??0.039?3.254

（6）浮阀排列方式

通过计算及实际试排确定塔盘的浮阀数n，在试排浮阀时，要考虑塔盘的各区

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