年生产5万吨甲醇双塔精馏项目设计方案

??AfHTLn?0.145?0.4?26.437s?5s

7.89836007.898Ln3600?0.02m h0??lwu01.056?0.13hw?h0?0.039?0.02?0.019m?0.006m

故降液管底隙高度设计合理 提馏段:

??AfHT?Ln?0.145?0.4?16.0098s?5s

13.042360013.042?Ln3600?0.026m h0??lwu01.056?0.13??h0?0.035?0.026?0.009m?0.006m hw故降液管底隙高度设计合理。 4.6.2 塔板布置及浮阀数目与排列 (1)塔板分布

本设计塔径D=1.6m,故采用分块式塔板,以便通过人孔装拆塔板,查得塔块分4块(2)浮阀数目与排列 塔的汽相平均密度:

[25]

?V?塔的汽相平均蒸汽流量:

Vn???Vm??Vm2?1.155?0.969?1.062kg/m3

2Vn?Vn?10728.791?9988.609??10358.7m3/h 22空塔平均气速:

u?u?u?1.483?1.8033??1.643m/s 22取阀孔动能因子F0=12 孔速:

u0?F0?V?121.062?11.645m/s

每层塔板上浮阀数目:

N?Vn10358.7??4d0u02?43600?207个

?0.0392?11.645取边缘区宽度Wc=0.06m;破沫区宽度Ws=0.10m[24] 计算塔板上的鼓泡区面积:

?2x??Aa?2?xR2?x2?Rarcsin? (4-22)

180R??D1.6?Wc??0.06?0.74m 22D1.6x???Wd?Ws????0.1984?0.10??0.5016m 22其中R??0.5016???0.742arcsin?1.36m2 则Aa?2??0.5016?0.742?0.50162??1800.74??本设计研究的物系基本上没有腐蚀性,可选用??3mm不锈钢板,其孔直径d0?0.039m,浮阀排列方式采用等腰三角形叉排,取同一横排的孔心距t=75mm,则可按下式估算排间距

t?[24]

,即

t??Aa1.36??0.088m?88mm Nt207?0.075考虑到塔的直径较大,必须采用分块式塔板,而各分块的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡面积,因此排间距不宜采用88mm,而应小于此值,故取t??65mm[24]。那么

N?1.155Aa1.155?1.36??280个 22t0.075按N=280个重新核算孔速和阀孔动能因子

??u0Vs10358.7??4d0N02?436002?8.607m/s

?0.039?280??u0??V?8.607?1.062?9 F01阀孔动能因子变化不大,仍在9~13范围之内。

塔板开孔率?u1.643??100%?19.09% ?8.607u04.7 塔板流体力学验算

汽塔的液相平均密度:

?L?汽塔的平均液相流量:

??Lm??Lm2?770.125?853.487?811.806kg/m2

2Ln??7.898?13.042Ln?Ln??10.47m3/h 224.7.1 汽相通过浮阀塔的压降

hp?hc?h1?h? (4-23) (1)干板阻力hc 先计算临界孔速:

u0c?73.1????????V?11.825?73.1?????1.062?11.825?10.163m/s?u0?11.645m/s

u?11.6451.062hc?5.340?V?5.34???0.0415m

2g?L2?9.81811.806(2)板上充气液层阻力hl

充气系数反映板上液层的充气程度,当液相为水溶液时,取?0?0.5[23],则

h1??0hL?0.5?0.05?0.025m

2(3)液体表面张力所造成阻力

取浮阀的开度为2.5mm[25],则:

2?2?35.444?10?3h????0.00356m

g?Lh9.81?811.806?0.0025因此,气体流经一层浮阀塔板的压降相当的液柱高度为:

hp?hc?h1?h??0.0415?0.025?0.00356?0.07006m

则单板压降:

?PP?hp?Lg?0.07006?811.806?9.81?557.945pa?0.9kpa

4.7.2 淹塔

为了防止淹塔现象的发生,要求控制降液管中清液层高度Hd???HT?hw?。Hd可用下

式计算,即:

Hd?hp?hL?hd

(4-24)

(1)与气体通过塔板的压降相当的液体高度hp?0.07006m。

(2)液体通过降液管的压头损失hd,因不设进口堰,故可按下式计算,即

?Ln?hd?0.153???lh???w0?2?10.47????0.0029m 3600?0.153???1.056?0.02????2(3)板上液层高度,取hL?0.05m

因此Hd?hp?hL?hd?0.07006?0.05?0.0029?0.123m 取??0.5,板间距HT?0.4m,溢流堰高度hw?0.039m[25]则:

??HT?hw??0.5??0.4?0.039??0.2195m

可见Hd???HT?hw? ,符合防止淹塔的要求。 4.7.3 雾沫夹带 板上液体流经长度:

ZL?D?2Wd?1.6?2?0.1984?1.2032m

板上液流面积:

Ab?At?2Af?2.0096?2?0.145?1.7196m2

根据甲醇-水系统属于无泡沫正常系统,由?V?1.062kg/m2,HT?0.40m,可查得物性数据[23]:K?1.0 ,CF?0.098

则泛点率为:

VnF1??V?L??V?1.36LnZL?100%KCFAb

10358.71.06210.47??1.36??1.20323600811.806?1.0623600??100%?64.6%

1.0?0.098?1.7196计算出的泛点率在80%以下,故可知雾沫夹带量能够满足ev<0.1kg液/kg气的要求。

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