化工原理课程设计(7)

盐城师范学院化工原理课程设计

液相平均表面张力σLm 4.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 4.3.1塔径的计算

一.精馏段的气、液相体积流率为 (1)精馏段：

精馏段 提馏段 20.52×103Ν/m3 36.38×103Ν/m3 .81kmol/h 质量流量：L1?ML1L?33.98?18.27?620 V1?MV1V?38.12?28.17?1073.84kmol/h

L1620.813LS1???0.7863m/h 体积流量：?L1789.56 VS1? (2)提馏段：

V1?L1?1073.84?813.52m3/h

1.32 质量流量：L2?ML2L??22.10?63.60?1405.56kmol/h

V?27.46?28.21?773.55kmol/h V2?MV2L21405.563LS2???1.58m/h 体积流量：?L2889.52 VS2?V2?L2?773.55?831.777m3/h

0.93(3)由u=(安全系数)?umax,安全系数=0.6—0.8，umax?C史密斯关联图查出。 横坐标数值：

LS1?L11/2?()?0.0236 VS1?V1ρL?ρV，式中C可由ρV 取板间距：HT?0.45 hL?0.07，则HT?hL?0.36m

10.2)?0.076 查图可知C20?0.076，C?C20(?20 umax?0.076789.56-1.32?1.86

1.32

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u1?0.7umax?1.302

4?813.524VS1??0.47(m) D1?πu13.14?1.302?3600 圆整：D1?0.5，横截面积：AT?0.785?0.5?0.196m 空塔气速：u1?

,23789.56/3600?1.12m/s

0.196

图（4） 史密斯关联图

依表3，经验算后选取的板间距不适合，应重新计算。

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表4 塔板间距与塔径的关系

塔径D/m 板间距HT/mm 0.3~0.5 200~300 0.5~0.8 250~350 0.8~1.6 300~450 1.6~2.4 350~600 2.4~4.0 400~600 取板间距为HT?0.3m,板上液层高度hL?0.05m，则

HT?hL?0.3?0.05?0.25(m)

查图（4）得C20?0.0610，则

?3 C?C20(σ/0.02)0.2?0.0610?(20.52?100.02)0.2?0.0613

umax?CρL?ρV789.56?1.32?0.0613??1.50(m/s) ρV1.32取安全系数为0.6，则空塔气速为

u?0.6umax?0.6?1.50?0.9(m/s)

D1?4?813.524VS1??0.56(m) πu13.14?0.9?3600 按标准塔径圆整后为 D?0.6m

由依表3，经验算后选取的板间距适合。因此塔径D?0.6m 所以

m 圆整：D1?0.6，横截面积：AT?0.785?0.6?0.2826 空塔气速：u1? 二. 提馏段的气、液相体积流率为

10.2)?0.048 查图可知C20?0.0600，C?C20(?2023,789.56/3600?0.78m/s

0.2826 umax?0.048889.52-0.93?1.48m/s

0.93 u1?0.6umax?0.888m/s

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D1?4?831.774VS1??0.58(m)

πu13.14?0.888?3600 按标准塔径圆整后为 D?0.6m

由依表3，经验算后选取的板间距适合。因此塔径D?0.6m

所以

m 圆整：D1?0.6，横截面积：AT?0.785?0.6?0.2826, 空塔气速：u1?23831.77/3600?0.82m/s

0.2826

4.3.2精馏塔有效高度的计算

精馏段有效高度为

Z精?（N精?4）HT?（34?4）?0.3?9.0（m） 提馏段有效高度为

Z提? （N提?2）HT?（5?2）?0.3?0.9（m） 在进料板上方开1个人孔，在精馏段设3个人孔，其高度均为0.8m。故精馏塔的有效高度为

Z?Z精?Z提?0.8?4?9.0?0.9?0.8?4?12.5（m） 4.3.3塔高的计算

塔高H

?H?Hd?(N?S?2)HT?SHT?HF?HB?HL

其中，Hd为塔顶与第一块板之间的距离且一般取1—1.5m，N为实际塔板数，S为人孔数且5～7块板设一人孔，HT为板间距（m），HT?为人孔处的板间距且一般取0.6m， HF为进料板处的板间距且一般取二倍的板间距（m），HB为塔釜与最下一块板的距离且一般取1—1.5m，HL为裙座高度且一般为1.5—2m。

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注：1．在塔高计算时确定的人孔数不包括塔顶和塔釜所设的人孔。 2．此处计算的塔高是塔总高，即从塔的底座至塔顶封头处的高度。

S?39?1?7 5 根据上式计算塔高H：

? H?Hd?(N?S?2)HT?SHT?HF?HB?HL

?7?0.6?0.9?1.3?1.8?18.5( m ?1.3?(39?7?2)?0.3 )

板式塔塔高示意图

再沸器示意图

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