年产10000吨聚乙烯醇精馏塔系统的设计

图3-4 VAc - HAc溶液的t-x-y图

蓝色三角形的点是物料进入塔时的状态，从图中可以看出其进料状态是气液混合物进料，则q（进料状态参数）值为0

q?使每千克分子进料变成饱和蒸汽所需的热量1.973?(100?104)?388.14??0.9797每千克分子进料的气化潜热388.144 已知：操作回流比R=1.5 精馏段操作线方程：yn?1?xRxn?D?0.6xn?0.4 (2-7) R?1R?1 提馏段操作线方程：ym?1?WxwL?qFxm??1.811xm?0.0011

L?qF?WL?qF?W (2-8)

在图上作操作线，由点xD(0.9989,0.9989)起在平衡线与操作线间画阶梯，过精馏段与提馏段操作线的交点，直到交点小于0.0014为止。图如下：

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图3-5 理论塔板数图解法

由此得出理论板数NT?19块（包括再沸器），加料板为第11块理论板，根据实际经验值塔板工作效率ET在0.25~0.3之间，则

精馏段：取ET=0.28，则实际塔板数NP精?NT9??32(块) ET0.28提馏段：取E=0.27，则实际塔板数NP提加料板的位置在第34块塔板。

'T'NT10?1?'??33(块)

0.27ET3.4 精馏塔的工艺设计[17-18]

3.4.1塔径的初步设计

1.精馏段

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年产10000吨聚乙烯醇精馏塔系统的设计

由u?(安全系数)?umax，安全系数=0.6~0.8，umax?C工工艺设计手册》[19]史密斯关联图查出：

LS??L??横坐标数值：

VS???V????1/2?L??V，式中C可由《化?V9.46?10?4?1026?????0.5692.73??1/2?0.0322

取板间距：HT?0.45m,hL?0.07m，则HT?hL?0.45?0.07?0.38m

???查图可知：C20?0.085，C?C20???20?umax?0.0862?u1?0.6umaxD?1026?2.73?1.669m/s2.73?0.6?1.669?1.001m/s0.569?0.851m0.785?1.0010.2?21.48??0.085????20?0.2?0.0862，则

VS?0.785u1圆整：D1?1.2m

横截面积：AT?0.785?1.22?1.130m2，空塔气速：u1'?2.提馏段

L??L??横坐标数值：S???VS??V??1/20.569?0.504m/s 1.1302.54?10?3?1050?????0.6472.31??1/2?0.0837

''''?hL?0.45?0.07?0.38m 取板间距：HT?0.45m,hL?0.07m，则HT'查图可知：C20'''????0.078，C?C20??20????0.2?17.97??0.078???20??0.2?0.076,则

u'max?C'''?L??V1050?2.31?0.076??1.619m/s'2.31?V'u2?0.6umax?0.6?1.619?0.971m/s

D?'VS'?0.785u20.647?0.921m0.785?0.971圆整：D2?1.2m

''?0.785?1.22?1.130m2,空塔气速：u2横截面积:AT?0.647?0.573m/s 1.130 25

3.4.2 溢流堰及降液管的设计 本设计选择单溢流的弓形降液管。 堰长lw

取lw?0.65D?0.65?1.2?0.78m

本设计采用平直堰，堰上液高度how按下列公式计算

how?L??0.00284E??l???w?2/3式中 L- 液体体积流量m3/s E- 液流收缩系数 how- 堰上液流高度?m? lw-堰长?m?

液流收缩系数可关联为如下两参数的函数：

2.5 E?fL/lw,lw/D

?? 液流收缩系数的数值可根据液流收缩系数计算图[19]查取。 (1)精馏段：

L2.5lwlw9.46?10?4?3600??6.34,?0.65，查图得E?1.025，则 2.5D0.78?9.46?10?4?0.00284?1.025???0.78?????2/3 how?0.0078m

前假设hL?0.07m，hw?hL?how?0.07?0.0078?0.0622m 取内、外堰高hw?0.05m 要求 0.1?how?hw?0.05?hw

0.1?0.0078?0.05?0.05?0.0078

0.0922?0.05?0.0422 hL?hw?how?0.05?0.0078?0.0578m

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