石油大学化工工艺与设备课程设计

V??V?(q?1)F?725.0821?(0.68?1)?329.6817?619.5839kmol/h L??L?qF?532.8450?0.68?329.6817?757.0585kmol/h

VS??LS??V?MVW3600??VW?619.5839?57.9076?0.3025m3/s

3600?32.9487L?MLW757.0585?57.9076??0.0271m3/s

3600??LW3600?449.17373、Smith法

VSLS???(?LW0.50.0271449.17370.5)??()?0.3308 ?VW0.302532.9487因为是常压塔,取板上液层高度为:hl?70mm 取板间距HT?500/600/800mm

查《化工原理课程设计》[1]图2-7可得对应板间距下的C20为:C20?0.075/0.08/0.1 气相负荷因数C,C?C20(C=0.0520/0.0555/0.0693 最大容许气速为:

?0.02)0.2,在对应的C20下可以求得相应的C为:

umax?C??l??v ?v在对应的C下,求得相应的最大气速相应为umax?0.1848/0.1973/0.2463m/s 实际选用的空塔气速u应为:u?(0.6~0.8)?umax?0.7umax 在对应的umax下求得相应的空塔气速为:u=0.1294/0.1381/0.1724m/s 塔径为:

D?4?VS ??u在对应的空塔气速下求得相应的塔径为:D=1.7252/1.6700/1.4947m

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4、波律法

最大允许气速为:

umax?0.055g?HT1?2?LS?l?VS?v??l??v ?v求得在相应的板间距下的最大允许气速为:umax?0.2604/0.2853/0.3294m/s 适宜的气速流通截面上的气速:un?K?KS?umax 当塔径D>900mm或HT>500mm或常压、加压塔:K=0.82 根据表2-4,取系统因数KS?0.99。 适宜的空塔气速:u?0.9un

在相应的最大允许气速下,求得的适宜空塔气速为:u=0.1903/0.2084/0.2407m/s

D?4?VS ??u在相应的适宜空塔气速下,求得塔径为:1.4227/1.3595/1.2650m

将Smith法和波律法进行比较,取塔径较大的数值,以HTD2的大小作为费用的代表数据,找出最小HTD2值对应的塔板间距和塔径。将上述的数据汇成表格,如下所示:

表5-2提馏段塔径计算

Smith 0.50 1.7252 1.4882 0.60 1.6700 1.6733 0.80 1.4047 1.7873 0.50 1.4227 1.0120 波律法 0.60 1.3595 1.1089 0.80 1.2650 1.2802 HT(m) D(m) HTD2 根据数据表,选出板间距为HT?0.5m,塔径选择D=1.8m。

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5.2塔板

5.2.1溢流装置的设计计算

1、板上液流形式的决定

精馏段和提馏段的液相负荷分别为: LS?0.0143m3/sLS?0.0271m3/s,塔径初选为1400mm,根据《化工原理课程设计》[1]表2-5,选择单流型。

2、溢流堰

单流式塔板的堰长一般为塔径的60%~80%,塔径为1800mm,所以选择堰长为:

?lw?70%D?0.7?1.8?1.26m

对常压及加压塔,一般取堰高为40~60mm,所以hw?40mm。 对于溢流堰的型式,先取为平口堰。

how2.84Lh3?E() 1000lw2对于精馏段Lh?0.0143?3600?51.48m3/h,对于提馏段

?Lh?0.0271?3600?97.56m3/h。

取E=1。

将上述数据代入how,则堰上液层高度在精馏段为0.0398m,在提馏段为0.0516m。

hl?hw?how,所以假设基本一致。

3、降液管面积Ad及宽度Wd的决定

一般情况下都是用弓形降液管,根据lw/D,通过查《化工原理课程设计》[1]附表7可得

Wd/D?0.143,Ad/AT?0.0878。

所以Wd?D?0.143?1.8?0.143?0.2574m,

Ad?AT?0.0878?0.92???0.0878?0.2234m2

4、受液盘

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由于塔径较大,物流无悬浮固体,也不易聚合,故受液盘采用凹形受液盘,盘深取50mm,并且开两个?10的泪孔。

图5-1凹型受液盘式塔板结果示意图

5、进口堰

凹形受液盘不必设进口堰。 6、降液管底隙高hP

对于凹形受液盘,一般底隙高度等于盘深,所以降液管底隙高度为50mm。

5.2.2浮阀塔板结构参数的确定

塔径大于800mm,故采用分块式塔板,分块式塔板由两块弓形板、一块通道板和数个矩形板构成。

1、浮阀型式的选择

选用F1型浮阀中的重阀,阀径48mm,阀孔直径Φ39mm,重约33g。 2、浮阀的排列

分块式塔板采用叉排,等腰三角形排列,其底边固定为75mm,高t根据开孔率而变更。 3、开孔率 (1)精馏段

??阀孔总面积(Ao)?100%

塔板总面积(AT)由适宜阀孔气速计算开孔率。

查表选取标准塔板,塔径D=1800mm,AT=2.545m,HT=800mm,Wd=354mm,Ad=0.354m,浮阀个数为156个,开孔率为7.33%。

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Wc=0.085m,WF=0.095m。

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