7200噸每年乙酸乙酯乙酸丁酯精餾塔裝置設(shè)計(jì)

1、首屆山東省“隆騰 雙利杯 ”大學(xué)生化工過(guò)程實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽7200 噸 / 年乙酸乙酯乙酸丁酯精餾裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人：?jiǎn)挝唬褐笇?dǎo)教師:完成時(shí)間:2010-12-8目錄全凝器冷凝介質(zhì)的消耗量錯(cuò)誤 ! 未指定書(shū)簽。錯(cuò)誤 ! 未指定書(shū)簽。塔板基本尺寸.漏液線 .錯(cuò)誤 ! 未指定書(shū)簽。附錄錯(cuò)誤 ! 未指定書(shū)簽。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、課題名稱(chēng)乙酸乙酯 乙酸丁酯分離過(guò)程板式精餾塔（篩板塔）設(shè)計(jì)。二、課題條件（原始數(shù)據(jù)）原料：乙酸乙酯乙酸丁酯年處理量：7200t原料組成（乙酸乙酯的質(zhì)量分率）：操作壓力：常壓進(jìn)料溫度：60回流比：?jiǎn)伟鍓航担鹤赃x進(jìn)料狀態(tài)：冷夜進(jìn)料塔頂產(chǎn)品濃度：塔頂?shù)囊宜嵋阴ズ坎恍∮?5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）塔底

2、的產(chǎn)品濃度：苯含量不大于3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）塔頂：采用全凝器塔釜：飽和蒸汽間接加熱塔板形式：篩板生產(chǎn)時(shí)間：300 天 /年，每天24h 運(yùn)行設(shè)備形式：篩板塔三、設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、論述、實(shí)驗(yàn)、繪圖等）1 設(shè)計(jì)方案的選定2 精餾塔的物料衡算3 塔板數(shù)的確定4 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算（加熱物料進(jìn)出口溫度、密度、粘度、比熱等）5 精餾塔塔體工藝尺寸的計(jì)算6 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算7 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算8 塔板負(fù)荷性能圖9 換熱器設(shè)計(jì)11 制生產(chǎn)工藝流程圖（帶控制點(diǎn)）摘要精儲(chǔ)是分離液體混合物最常用的一種單元操作，在化工、煉油、石油化工等工業(yè)中得到 廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)的題目是乙酸乙酯 一

3、乙酸丁酯二元物系篩板式精儲(chǔ)塔的設(shè)計(jì)。在確定的 工藝要求下，確定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括精儲(chǔ)塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，塔輔助設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算，精 儲(chǔ)工藝過(guò)程流程圖，精儲(chǔ)塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。關(guān)鍵詞：板式塔；乙酸乙酯 一乙酸丁酯；工藝計(jì)算；流程圖第一章文獻(xiàn)綜述塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)目的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過(guò)板上液層進(jìn)行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐級(jí)接觸逆流操作過(guò)程。填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體自塔頂沿填料表面下流，氣體逆流向上（也有并流向下者）與液相接觸進(jìn)行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成沿

4、塔高連續(xù)變化，屬微分接觸操作過(guò)程。工業(yè)上對(duì)塔設(shè)備的主要要求是：（1）生產(chǎn)能力大；（2）傳熱、傳質(zhì)效率高；（3）氣流的摩擦阻力??；（4）操作穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大；（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料耗用量少；（ 6）制造安裝容易，操作維修方便。此外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等。乙酸乙酯又稱(chēng)醋酸乙酯。是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品，具有優(yōu)異的溶解性、快干性，用途廣泛，是一種非常重要的有機(jī)化工原料和極好的工業(yè)溶劑，被廣泛用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、合成橡膠、涂料及油漆等的生產(chǎn)過(guò)程中。其主要用途有：作為工業(yè)溶劑，用于涂料、粘合劑、乙基纖維素、人造纖維等產(chǎn)品中；作為粘合劑，用于印刷油墨、人造珍珠的生產(chǎn)；還可以作

5、為提取劑，香料原料等。工業(yè)上一般由醋酸和正丁醇在有催化劑的情況下酯化而得，其中硫酸催化工藝成熟，但副反應(yīng)較多，研究和改進(jìn)乙酸乙酯與乙酸丁酯的精餾設(shè)備是有現(xiàn)實(shí)意義的，也是非常重要的。塔設(shè)備是最常采用的精餾裝置，無(wú)論是填料塔還是板式塔都在化工生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，在此我們作板式塔的設(shè)計(jì)以熟悉單元操作設(shè)備的設(shè)計(jì)流程和應(yīng)注意的事項(xiàng)是非常必要的。篩板是在塔板上鉆有均布的篩孔，呈正三角形排列。上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過(guò)板上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層（或噴射的液滴群）。篩板塔是1932年提出的，當(dāng)時(shí)主要用于釀造，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造維修方便，造價(jià)低，氣體壓降小，板上液面落差較小，相同條件下生產(chǎn)

6、能力高于浮閥塔，塔板效率接近浮閥塔。其缺點(diǎn)是穩(wěn)定操作范圍窄，小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理粘性大的、臟的和帶固體粒子的料液。但設(shè)計(jì)良好的篩板塔仍具有足夠的操作彈性，對(duì)易引起堵塞的物系可采用大孔徑篩板，故近年我國(guó)對(duì)篩板的應(yīng)用日益增多，所以在本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)該種塔型。第二章設(shè)計(jì)方案的確定操作條件的確定確定設(shè)計(jì)方案是指確定整個(gè)精餾裝置的流程、各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式和某些操作指標(biāo)。例如組分的分離順序、塔設(shè)備的型式、操作壓力、進(jìn)料熱狀態(tài)、塔頂蒸汽的冷凝方式等。下面結(jié)合課程設(shè)計(jì)的需要，對(duì)某些問(wèn)題作如下闡述。操作壓力蒸餾操作通?？稍诔?、加壓和減壓下進(jìn)行。確定操作壓力時(shí)，必須根據(jù)所處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和

7、經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行考慮。例如，采用減壓操作有利于分離相對(duì)揮發(fā)度較大組分及熱敏性的物料，但壓力降低將導(dǎo)致塔徑增加，同時(shí)還需要使用抽真空的設(shè)備。對(duì)于沸點(diǎn)低、在常壓下為氣態(tài)的物料，則應(yīng)在加壓下進(jìn)行蒸餾。當(dāng)物性無(wú)特殊要求時(shí)，一般是在稍高于大氣壓下操作。但在塔徑相同的情況下，適當(dāng)?shù)靥岣卟僮鲏毫梢蕴岣咚奶幚砟芰?。有時(shí)應(yīng)用加壓蒸餾的原因，則在于提高平衡溫度后，便于利用蒸汽冷凝時(shí)的熱量，或可用較低品位的冷卻劑使蒸汽冷凝，從而減少蒸餾的能量消耗。在本設(shè)計(jì)采用常壓作為操作壓力。進(jìn)料狀態(tài)進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。在實(shí)際的生產(chǎn)中進(jìn)料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預(yù)熱到泡點(diǎn)或接近泡點(diǎn)才送

8、入塔中，這主要是由于此時(shí)塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。但在本設(shè)計(jì)中采用的是冷夜進(jìn)料。確定設(shè)計(jì)方案的原則確定設(shè)計(jì)方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學(xué)技術(shù)上的最新成就，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低消耗的原則。為此，必須具體考慮如下幾點(diǎn)：滿(mǎn)足工藝和操作的要求所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備，首先必須保證產(chǎn)品達(dá)到任務(wù)規(guī)定的要求，而且質(zhì)量要穩(wěn)定，這就要求各流體流量和壓頭穩(wěn)定，入塔料液的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而需要采取相應(yīng)的措施。其次所定的設(shè)計(jì)方案需要有一定的操作彈性，各處流量應(yīng)能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，必要時(shí)傳熱量也可進(jìn)行調(diào)整。因此，在必要的位置上要裝置調(diào)節(jié)閥

9、門(mén)，在管路中安裝備用支線。計(jì)算傳熱面積和選取操作指標(biāo)時(shí)，也應(yīng)考慮到生產(chǎn)上的可能波動(dòng)。再其次，要考慮必需裝置的儀表（如溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)，流量計(jì)等）及其裝置的位置，以便能通過(guò)這些儀表來(lái)觀測(cè)生產(chǎn)過(guò)程是否正常，從而幫助找出不正常的原因，以便采取相應(yīng)措施。滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)上的要求要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備及基建費(fèi)用。如前所述在蒸儲(chǔ)過(guò)程中如能適當(dāng)?shù)乩?用塔頂、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能消耗。又如冷卻水出口 溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量，另方面也影響到所需傳熱面積的大小，即對(duì)操作費(fèi) 和設(shè)備費(fèi)都有影響。本設(shè)計(jì)中將考慮到能量的合理利用。保證安全生產(chǎn)塔是指定在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過(guò)大

10、或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都會(huì)使塔受到破壞，因 而需要安全裝置。以上三項(xiàng)原則在生產(chǎn)中都是同樣重要的。但在化工原理課程設(shè)計(jì)中，對(duì)第一個(gè)原則應(yīng)作 較多的考慮，對(duì)第二個(gè)原則只作定性的考慮，而對(duì)第三個(gè)原則只要求作一般的考慮。第三章塔體計(jì)算設(shè)計(jì)方案的確定本設(shè)計(jì)采用連續(xù)精儲(chǔ)流程，冷液進(jìn)料。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下 一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。塔釜采用飽和蒸汽間接加熱， 塔底產(chǎn)品冷卻后送至儲(chǔ)罐。精儲(chǔ)塔的物料衡算原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量由于精儲(chǔ)過(guò)程的計(jì)算均以摩爾分?jǐn)?shù)為準(zhǔn)，需先把設(shè)計(jì)要求中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為摩爾分?jǐn)?shù)。原料液的摩爾組成：同理可求得：xD 0.9616

11、1,XW 0.03918原料液的平均摩爾質(zhì)量：Mf xfM乙酸乙酯（1 xf）M乙酸丁酯 0.36103 88.11 （1 0.36103） 116.16 106.03311kg/kmol同理可求得：M d 89.18684kg / kmol, Mw 115.06100kg / kmol由圖1可查得原料液、塔頂和塔底混合物的沸點(diǎn)。將上述計(jì)算結(jié)果匯總于表1表1原料液、儲(chǔ)出液與釜?dú)堃旱牧髁颗c溫度名稱(chēng)原料液儲(chǔ)出液釜?dú)堃?095xf （摩爾分?jǐn)?shù)）摩爾質(zhì)量(kg / kmol)沸點(diǎn)溫度（C）t-x-y 圖05 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 75 8 85 9 95x(y

12、) 圖1物料衡算以年工作日為300天，每天開(kāi)車(chē)24小時(shí)計(jì)，進(jìn)料量為：由全塔的物料衡算方程可寫(xiě)出：解得：全凝器冷凝介質(zhì)的消耗量熱量計(jì)算塔頂全凝氣的熱負(fù)荷： _4r1 0.96161 32.231 0.9616136.79 1000 3.24 10 kJ / kmol_ _4_5,Q1Vr 25.666913.24108.31738 10 kJ / h取水為冷凝介質(zhì)，具進(jìn)出冷凝器的溫度分別為20c和30c則平均溫度下的比熱Cpc 4.1785kJ/kgoC ,于是冷凝水用量可求：塔頂冷卻器熱負(fù)荷：在 cp1 189.84290kJ/kmol k下，查的產(chǎn)品的比熱容 cp1 189.84290kJ

13、/ kmol k冷卻水用量W2Q2Cpc(t2t1 )23869.894.1785 (30 20)571.25500 kg/ h塔底再沸器熱負(fù)荷:在表壓為的條件下查的飽和水蒸氣的汽化潛熱為r3 2107.40000kJ / kg飽和水蒸氣用量：塔底冷卻器熱負(fù)荷： .40 12175在tm 40 ；1.75C下查的塔底廣品的比熱容 cpf 203.67096kJ/kmol k冷卻水用量：熱能利用以塔釜產(chǎn)品對(duì)預(yù)熱原料液，則將原料由20C到60c所需的熱量為Qf 0其中tfm20萬(wàn)臾 40 C,查得，此時(shí)原料液的比熱容：原料所需熱量：由于Q4 Qf ,所以理論上可用塔釜產(chǎn)品對(duì)原料液加熱。同理，塔頂飽

14、和蒸汽也可以將原料液預(yù)熱至所需溫度。塔板數(shù)的確定理論塔板層數(shù)的確定平均溫度99.25 60 79.625000c ,2在時(shí),cp乙酸乙酯=126.1kJ / (kmol k), cp乙酸丁酯=247.5kJ / (kmol k),原料液平均比熱容 Cp=126.1 0.36103+247.5 (1 0.36103) 203.67096kJ / (kmol k),原料液的汽化熱rm 0.36103 32.23 103 (1 0.36103) 36.79 103 35143.7032 kJ / kmol ,進(jìn)而可求的q線方程與精福段操作線方程的交點(diǎn)坐標(biāo)d (0.37805,0.45286)由此可在

15、x y圖上畫(huà)出提福段操作線方程，綜上，可繪制圖2圖2由圖2得理論塔板數(shù)為：5塊(精儲(chǔ)段2塊，提儲(chǔ)段2塊，加料板1塊)全塔效率的估算用奧康奈爾法(O'conenell)對(duì)全塔效率進(jìn)行估算：x由相平衡萬(wàn)程式y(tǒng)可得：1 (1)x根據(jù)乙酸乙酯乙酸丁酯體系的相平衡數(shù)據(jù)可以查得:y Xd 0.96161 xi 0.8440 （塔頂?shù)谝粔K板）y 0.72103 Xf 0.36103 （加料板）y 0.14888 Xw 0.03918 （塔釜）因此可以求得：全塔的相對(duì)平均揮發(fā)度：全塔的平均溫度：在溫度99.98oC下查得 乙酸乙酯0.208mPa s,乙酸丁酯0.315mPa s因?yàn)長(zhǎng)Xi Li所以，

16、 LD 0.96161 0.208 (1 0.96161) 0.315 0.21211mPa s同理可得 lw 0.31081mPa s全塔液體的平均粘度：全塔效率ET 0.49（0.245L)0.491Z ZZ_0 245(4.49550 0.26146).47.198%實(shí)際塔板數(shù)由圖二得，精儲(chǔ)段的理論塔板數(shù)為右上：2塊，實(shí)際塔板數(shù)為：Np精微段Nt精微段/Et 1 2/0.47198 1 6塊同上，有圖可知提儲(chǔ)段的理論塔板數(shù)為：2塊，則實(shí)際塔板數(shù)為：Np提儲(chǔ)段 Nt提儲(chǔ)段/Et 1 2/0.47198 1 6塊加料板：1塊實(shí)際塔板數(shù)為：13塊第四章精微塔主體尺寸的計(jì)算精儲(chǔ)塔的體積流量的計(jì)算

17、精儲(chǔ)段體積流量整理精儲(chǔ)段的已知數(shù)據(jù)列于表 2,由表中數(shù)據(jù)可知:液相平均摩爾質(zhì)量:Mif M11106.03311 92.485899.25946kg / kmol液相平均溫度：tm里里衛(wèi)88.73OC 22表2精微段的已知數(shù)據(jù)位置進(jìn)料板塔頂（第一塊板）質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）摩爾分?jǐn)?shù)摩爾質(zhì)量（kg / kmol ）溫度（C）在平均溫度下查得 乙酸乙酯815.4kg/m3,乙酸丁酯 809.8kg/m3液相平均密度為：其中，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)xLm 0.3 0；0407 0.55204所以， Lm 812.88188kg/m3精儲(chǔ)段的液相負(fù)荷：由 L RD 6.8 3.29063 22.37628kmol / h

18、同理可計(jì)算出精儲(chǔ)段的汽相負(fù)荷。精儲(chǔ)段的負(fù)荷列于表3。表3精微段的汽液相負(fù)荷名稱(chēng)液相氣相平均摩爾質(zhì)量（kg / kmol）平均密度（kg / m3）體積流星（m / h）m3 /sm3 / s提儲(chǔ)段體積流量整理提儲(chǔ)段的已知數(shù)據(jù)列于表 4,采用與精儲(chǔ)段相同的計(jì)算方法可以得到提儲(chǔ)段的負(fù)荷, 結(jié)果列于表5。表4提儲(chǔ)段的已知數(shù)據(jù)位置塔釜進(jìn)料板質(zhì)量分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)摩爾質(zhì)量/ kg / kmol溫度/C表5提儲(chǔ)段的汽液相負(fù)荷名稱(chēng)液相汽相平均摩爾質(zhì)量(kg / kmol)平均密度(kg/m3)體積流星(m / h )m3 /sm3 /s塔徑的計(jì)算由于精儲(chǔ)段和提儲(chǔ)段的上升蒸汽量相差不大，為便于制造，我們?nèi)啥蔚膹较?/p>

19、等。有以上的計(jì)算結(jié)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：塔徑可以由下面的公式給出：由于適宜的空塔氣速U (0.6 0.8)Umax,因此，需先計(jì)算出最大允許氣速 Umax取塔板間距Ht 0.35m ,板上液層高度幾50mm 0.05m ,那么分離空間:，s、L 0.00104534 797.87489 ,功能參數(shù):(S)L、0.07238VS V 0.227923.20352從史密斯關(guān)聯(lián)圖(圖2),查得：C20 0.059,史密斯關(guān)聯(lián)圖(圖2)由于C C20()0.2 ,在平均溫度下由表面張力手冊(cè)查的： 20精儲(chǔ)段乙酸乙酯乙酸丁酯的平均表面

20、張力i 30.34734dyn/m2 ,提儲(chǔ)段乙酸乙酯乙酸丁酯的平均表面張力2 26.90581dyn / m2平均表面張力28.62658dyn / m2所以：根據(jù)塔徑系列尺寸圓整為D 700mm此時(shí)，精儲(chǔ)段的上升蒸汽速度為：提儲(chǔ)段的上升蒸汽速度為：塔高的計(jì)算塔體總高度(不包括裙座)由下式?jīng)Q定：塔頂空間為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，通常取 HD為()的 HT , MHD 1.75HT 0.06125m人孔數(shù)目：為了塔板安裝方便和物料的清洗，取 2個(gè)人孔，其直徑為450mm。塔底空間HB :料板空間高度：開(kāi)有人孔的塔板間距所以總塔高為：第五章塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定塔板結(jié)構(gòu)塔板類(lèi)

21、型按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為整塊式或分塊式兩種。一般，塔徑從300900mm時(shí)采用整塊式塔板，因此采用整塊式。塔板尺寸塔板基本尺寸取無(wú)效邊緣區(qū)寬度 WC 0.050m ,破沫區(qū)寬度Ws 0.060m ,lW 0.065D=0.455m 由圖 3 可得：弓形溢流管寬度 Wd 0.1200D 0.084m圖32弓形降液管面積AT 0.38485m24篩孔數(shù)目篩孔數(shù)目N 04d02驗(yàn)算：液體在精儲(chǔ)段降液管內(nèi)的停留時(shí)間液體在精儲(chǔ)段降液管內(nèi)的停留時(shí)間Af HT 0.02617 0.35T 6.87805s 5s 設(shè)計(jì)合理LsT0.0013317.弓形降液管堰高采用平直堰、單溢流，堰高h(yuǎn)w hi how取如下值：2

22、_ _L2.73232 4.79417h1 50mm, how 0.00284E(-h)3,取E 1,Lh 3.76325,lw2降液管底隙高度取h0 28mm,那么液體通過(guò)降液管底隙時(shí)的流速為精儲(chǔ)段：提儲(chǔ)段：uo的一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為0.07 0.25m/ s篩孔排列因?yàn)槲锵祷旧蠜](méi)有腐蝕性，可選用 6鞍鋼板，取篩孔直徑d°=5mm,篩孔按正三角形排列，孔中心距t 一般為()倍的d0,取t/d0=4，則t為20mm。篩孔排列方式采等邊三角形排列。校核： 二& 0.01282 0.05670 在 5%-15%之間合理Aa 0.22609第六章流體力學(xué)驗(yàn)算及塔板負(fù)荷性能圖.氣體通過(guò)精

23、儲(chǔ)段的壓力降(單板壓降)干板阻力取3.5mm查圖得 C0=0.81 :所以 hc 0.051(%)2 0.08124mCoi液層壓力降取充氣系數(shù) 0.6,那么：由表面張力引起的阻力由表面張力導(dǎo)致的阻力一般來(lái)說(shuō)都比較小，所以一般情況下可以忽略 所以，綜上所述，.精儲(chǔ)段漏液驗(yàn)算穩(wěn)定系數(shù)K.Uom所以K' 必=7.179251.5-2.0 ,具有較大操作彈性。uom不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量漏液。.精儲(chǔ)段液泛驗(yàn)算溢流管內(nèi)的清液層高度Hdhp hdh取h0 28mm其中，hdl 0.153(-L)2 0.000543mlwh0所以，Hd 0.05 0.000543 0.000355 0.11124 0.16

24、214m為防止液泛，通常Hd (HT hw),取校正系數(shù)0.50,則有：(HT hw) 0.50 (0.35 0.03839) 0.19419m可見(jiàn)，Hd (HT hw),即不會(huì)產(chǎn)生液泛。設(shè)計(jì)合理。.精微段霧沫夾帶驗(yàn)算可見(jiàn)，霧沫夾帶在允許的范圍之內(nèi).氣體通過(guò)提儲(chǔ)段的壓力降(單板壓降)干板阻力取3.5mm查圖得 C0=0.81 :所以 hc 0.051(星)20.08124mCo 1液層壓力降取充氣系數(shù)0.6,那么：由表面張力引起的阻力由表面張力導(dǎo)致的阻力一般來(lái)說(shuō)都比較小，所以一般情況下可以忽略 所以，綜上所述：.提儲(chǔ)段漏液驗(yàn)算穩(wěn)定系數(shù)KUoUom所以K' 火=6.057071.5-2.

25、0 ,具有較大操作彈性。uom不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量漏液。.提儲(chǔ)段液泛驗(yàn)算溢流管內(nèi)的清液層高度Hd hp hdh取h0 28mm其中，hd0.153(-L)2 0.00167 m1lwh0所以,Hd 0.05 0.00167 0.00109 0.14851 0.20127m為防止液泛，通常Hd (Ht hw),取校正系數(shù) 0.50,則有：(Ht hw) 0.50 (0.35 0.03839) 0.19419m可見(jiàn)，Hd (Ht hw),即不會(huì)產(chǎn)生液泛。設(shè)計(jì)合理。.提微段霧沫夾帶驗(yàn)算可見(jiàn)，霧沫夾帶在允許的范圍之內(nèi).精微段操作性能負(fù)荷圖霧沫夾帶上限線液泛線液泛線方程為aVs2 b雇dLS/3其中，a 53J

26、 6.8263222g d0 No L 4代入上式化簡(jiǎn)后可得：VS2 0.01945 138.09118LS 0.26431L：3液體負(fù)荷上限線取 4s,那么漏液線液相負(fù)荷下限線取 how 0.006m 代入 how 的計(jì)算式： 也 1 -2/30.0061000 lw整理可得：LSmin 0.00038811m3/s精微段操作性能負(fù)荷圖提儲(chǔ)段操作性能負(fù)荷圖霧沫夾帶上限線液泛線液泛線方程為aV.2 b cLS dLS/3其中，a 537 7.3136322g -d02N0l4代入上式化簡(jiǎn)后可得：Vs2 0.01815 128.89011LS 0.24670 L2/3液體負(fù)荷上限線AfHT0.0

27、21617 0.353取 4s,那么，LSmax 0.0022899 m /s44漏液線液相負(fù)荷下限線馬84 1 LSmin2/30.006M how 0.006m代入how的計(jì)算式：1000 lw，整理可得:Lsmin 0.00038811 m3 / s提儲(chǔ)段操作性能負(fù)荷圖第七章塔附件設(shè)計(jì)泵的計(jì)算及選型原料液的流量：取罐內(nèi)原料液平面為0-0面，進(jìn)料管出口外側(cè)為1-1面綜上所述，選用IS50 32 160的離心泵可以完成任務(wù)。附：型號(hào)：IS50 32 160.換熱器設(shè)計(jì)任務(wù)及確定設(shè)計(jì)方案用冷原料液冷凝塔頂蒸汽，達(dá)到預(yù)熱原料液和冷凝塔頂蒸汽的雙重效果。1、選擇換熱器的類(lèi)型兩流體溫度變化情況：熱流

28、體溫度為C的飽和蒸汽，冷流體進(jìn)口溫 度為20C,出口溫度為60C,選用列管式換熱器。2、流程安排因?yàn)榧訜釀轱柡蜔嵴羝?，冷凝過(guò)程中有飽和液體出現(xiàn)，故飽和蒸汽走殼程, 冷原料液走管程。換熱器計(jì)算一、確定物性參數(shù)定性溫度：對(duì)于一般氣體和低粘度液體，具定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。故殼程流體定性溫度為C,管程定性溫度 為T(mén) 2060 40C o2飽和蒸汽在在C下的有關(guān)物性參數(shù)原料液在40 c下的有關(guān)物性參數(shù)二、估算傳熱面積1 冷流量：Q1 Fcpc t 9.43102 206.838 40 58.21kw2平均傳熱溫差：3傳熱面積：由于原料液的粘度比較低，殼間為有機(jī)蒸汽冷凝，故其 K值比較小，

29、2假設(shè) K 60W/(m K)4蒸汽用量：三、工藝結(jié)構(gòu)尺寸1管徑和管內(nèi)流速：選用14 2mm較高冷拔傳熱管(碳鋼)，取u 0.6m/s2傳熱管數(shù)：按單程計(jì)算，所需管長(zhǎng)：根據(jù)實(shí)際情況，取管長(zhǎng)l 9m,則管程數(shù)為傳熱管總數(shù)：傳熱管總嫩Nt 7 4 28根3由于用熱蒸汽加熱且在該溫度下排除冷凝飽和液，故其平均溫差不用校正。4傳熱管排列和分程方法：采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用 正方形排列。取管心距t do 6 20mm隔板中心到離其最近一排管中心距 為S16 16mm2各程相鄰管的管心距為32mm05殼體內(nèi)徑：取管板利用率°7,則按卷制殼體的進(jìn)級(jí)檔，可取 D 150

30、mm6折流板：采用弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%,則切去的圓缺高度為取折流板間距為B 50mm7接管殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)氣體流速為 u1 10m/s圓整后可取接管內(nèi)徑為50mm管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)液體流速 為總1.1m/s圓整可取接管內(nèi)徑為20mm換熱器核算1熱流量核算(1)殼體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)用克恩法計(jì)算殼程流通截面積：殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為：普朗特?cái)?shù)：(2)管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)管程流體流通截面積管程流體流速及其雷諾數(shù)分別為：普朗特?cái)?shù)：(3)污垢熱阻和管壁熱阻2管外側(cè)污垢熱阻：Ro 0.00105m K /W2管內(nèi)側(cè)污垢熱阻：Ri 0.00106m K /W2管壁熱阻：碳鋼在該條件下的熱導(dǎo)率為50W / (m K)4)傳熱系數(shù)5)傳熱面積裕度實(shí)際換熱面積傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù).附：填料塔的填料層高度的計(jì)算通常填料層的高度有傳質(zhì)單元法和等板高度法兩種方法。又因傳質(zhì)單元法通常用于吸收、脫吸、萃取等填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算，故此之計(jì)算填料層高度采用等板高度法。由幕赫提出的經(jīng)驗(yàn)公式：按照常用散裝填料的特性參數(shù)表（一）本塔選擇拉西環(huán)作為填料類(lèi)型，選擇填料尺寸為25mm,則系數(shù)A、B、C可有A 0.57,B0.10， C 1.24。應(yīng)予指出，采用上述方法計(jì)算出填料層高度后，還應(yīng)留出一定的安全系數(shù)