年产10万吨氯乙烯工艺设计(8)

L`Wx`?xWV`V`525.52357.986（3-18） ?x??0.00001167.54525.52?3.137x`?6.8?10?6 y`?图解法求理论板数

采用图解法求理论板数，求解结果为： 精馏段板数=1.7 块 提馏段板数=5块

由于乙炔与氯乙烯属于非同类化合物，与理想溶液的拉乌尔定律有较大误差，故取板效率为30%，即

精馏段实际板数=1.7/0.3=5.667≈6 块 提馏段实际板数=5/0.3=16.67≈17块 即第6块板为进料板。 3.2.3塔径的计算[8] I已知条件

操作压力： 0.7MPa

操作温度： 塔顶温度： tD = -5 ℃ 进料板温度： tF = 40 ℃ 精馏段平均温度： tm = （40-5）/2 = 17.5 ℃ II平均摩尔质量

塔顶平均摩尔质量的计算： MVD = 0.3×26+（1-0.3）×62.5

= 51.55 kg/mol （3-19） 进料板平均摩尔质量的计算： MVF ≈ 62.5 kg/mol ∴ 精馏段的平均摩尔质量： MVm = （51.55+62.5）/2

= 57 kg/mol （3-20） 取 MVm≈MLm

28

III平均密度

气相平均密度的计算： 由理想气体状态方程计算，即

?PMVmVm?RTm?700?578.314?(17.5?273.15)?16.51kg/m3 液相平均密度的计算：

液相平均密度依下式计算，即

1/?Lm??ai/?i 塔顶液相平均密度的计算： 由tD = -5℃，由手册[6]查得：

?A?470kg/m3?B?948kg/m3?1LDm?0.3/470?0.7/948?726.38kg/m3 进料板液相平均密度计算 由tF = 40℃，由手册查得：

?A?230kg/m3?B?890kg/m3

此处由于aB教大，故可近似为?LFm?890kg/m3精馏段液相平均密度为：

?Lm?（890?726.38）/2?808.19kg/m3 IV.液体表面张力的计算：

液相平均表面张力可依下式计算，即

?Lm??xi?i 由手册查得，液相平均表面张力近似为2.567 mN/m V塔径的计算：

精馏段的气、液相体积流率为：

29

（3-21）

（3-22）

（3-23）

（3-24） （3-25）

VS??VMVm3600?Vm167.54?57（3-26）

3600?16.51?0.161m3/s

LLMLmS?3600?Lm?95.94?573600?808.19?0.00188m3/s 由u?Vmax?C?L?? V式中C由手册查图得，图的横坐标为:

LhV(?L)1/2n?V?0.000188?3600808.191/20.161?3600(16.51)?0.082 取板间距HT=0.4m,板上液层高度hL=0.06m 则，HT-hL=0.4-0.06=0.34m 再由图得C20=0.068

C?CL0.220(?20)0.2?0.068???2.567??20??0.0451u808.19-16.51max?0.045116.51?0.312m/s 取安全系数为0.7，则空塔气速为 u=0.7umax

= 0.7×0.312 = 0.218 m/s

30

（3-27）

（3-28） （3-29）

（3-30）

（3-31）

D??4VS?u4?0.161（3-32）

??0.218?0.97m 按标准塔径圆整后为D = 1.0m 塔截面积为：

AT???4D2（3-33）

?4?0.785m2 实际空塔气速：

u??120.161?0.205m/s（3-34） 0.785

3.2.4精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为：

Z精?（N精-1）HT?（6-1）?0.4?5m

提留段有效高度为：

（3-35）

Z提?（N提-1）HT?（17-1）?0.4?12.4m（3-36）

在进料板上方开一人孔，其高度为0.6m 故精馏塔的有效高度为：

Z?Z精?Z提?0.6?5?12.4?0.6?18m塔板结构设计

根据塔径和液体的流量，选用弓形降液管，不设进口堰，塔板采用单溢流和分块式组装。 ①溢流装置

a.堰长lW：取lW?0.66D?0.66?1m?0.66m

31

（3-37）

b.溢流堰高度hW：

由公式hW?hL?hOW进行计算，并且采用平直堰，堰上液层高度hOW，按照公式

hOW2.84?Lh??E??（5-19）计算，可近似取E=1，因lW?0.66m 1000?lW?2/3Lh?0.00188?3600?6.768m3/h，故hOW取板上清液层高度：hL?0.06m hW?hL?hOW?0.06?0.013?4c.弓形降液管宽度Wd和面积Af

2.84?6.768???1???1000?0.66?2/3?0.0134m

040.m由lW/D?0.66，查《化工原理及设备课程设计》[17]图2-6得： Af/AT?0.07 2 2 Wd/D?0.12 4故 Af?0.0722?0.66?0.048m2；Wd?0.124?1?0.124m 依据公式:??3600AfHTLh?3~5（5-20）

验证液体在降液管中的停留时间是否合理，即

??3600AfHTLh?3600?0.048?0.4?10.14s?5s，故可用。

6.768d.降液管底隙高度hO 根据公式：hO?Lh'（5-21），取u0?0.08m/s，则 '3600lWu06.768?0.039m2

36?00?0.600.08 hO?Lh?'360lW0u0则hW?hO?0.0466?0.0392?0.0074m?0.006m 故降液管底隙高度设计合理。 ②塔板布置及筛孔计算与排列 a.塔板的分块

因为D?800mm，故通过查塔板溢流类型图可得，适合采用3块式塔板

32

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10万吨氯乙烯工艺设计(8)在线全文阅读。