乙醇-正丙醇精餾塔體主要工藝尺寸計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u4338乙醇-正丙醇精餾塔體主要工藝尺寸計算案例 1275121.1塔體板層數(shù)確定 1233671.1.1平均相對揮發(fā)度相對揮發(fā)度α的計算 1209031.1.2計算最小回流比和操作回流比的理論塔板數(shù)NT 244251.2塔徑的計算 5198541.2.1平均摩爾質(zhì)量計算 5156021.2.2平均密度 62861.2.3液體平均表面張力 8165811.2.4液體平均粘度計算 9214391.2.5塔徑計算 104341.3塔截面積 11279411.4塔附件設(shè)計 111.1塔體板層數(shù)確定1.1.1平均相對揮發(fā)度相對揮發(fā)度α的計算故用安托因方程[5]和拉烏爾定律[5]:（1.1）（1.2）理想溶.液相對揮發(fā)的計算[5]:（1.3）式中：p°—純組分液.體的飽和蒸汽壓，kPa；因為使用常壓，所以總壓：kPa乙醇和正丙醇的Antoine常數(shù)：Ａ、B、C查液體蒸汽壓的安托因常數(shù)表[5]得：乙醇：正丙醇：平均相對揮發(fā)度[7]計算：（1.4）平均相對揮發(fā)度：α=2.0731.1.2計算最小回流比和操作回流比的理論塔板數(shù)NT由泡點進料:q線方程：相平衡.線方程[5]：(1.5)得兩方程聯(lián)立求得兩線交點（xp,yp）:xp=0.25yp=0.409最小回流比Rmin：最少理論塔板數(shù)Nmin[5]:(1.6)最優(yōu)操作回流比R[4]:（1.7)精餾段回流.液量：（kmol/h）精餾段上升蒸氣量：（kmol/h）提餾段回流液量：（kmol/h）提餾.段上升蒸氣量：（kmol/h）精餾段操作線,方程為：(1.8)提餾段操作線方程為：(1.9)因采用逐板計算法[5]、所準(zhǔn)確地計算出理論塔板數(shù)。原理如下：全塔效率:（1.10）式中ET—為全塔效率；α—塔頂、塔底平均/溫度提供下的相對揮發(fā)度；μ—進料液在塔頂、塔底平均提供溫度下的粘度，mPas。在1.1所用表格中，將℃，相對揮發(fā)度α=2.077。在℃溫度下查液體.粘度共線圖[5]得：mPasmPas進料.液在塔頂塔底平均溫.度下的粘度依下式計算：(1.11)mPas代入數(shù).據(jù)計算，得，所以可用奧康奈爾經(jīng)驗關(guān)臉式。實際塔板數(shù)移居下式計算(1.12)式中Ni—理論塔板/數(shù);N—實際塔板數(shù)。∵Ni=21進料板為第12塊版∴精餾段塔板數(shù) 提餾段塔板數(shù)世紀(jì)進料板為第24塊板表1.3計算結(jié)果項目模擬結(jié)果最小回流比3.625最優(yōu)回流比理論塔板數(shù)實際塔板數(shù)1.96921441.2塔徑的計算1.2.1平均摩爾質(zhì)量計算塔頂平均摩/爾質(zhì)量計算:由得：（kgkmol-1）（kgkmol-1）進料板平均魔.爾質(zhì)量計算：由可知：xf=0.24得：（kgkmol-1）（kgkmol-1）塔底平均摩爾質(zhì)亮計算：因為：xW=0.02則（kgkmol-1）（kgkmol-1）精餾.段平均摩爾質(zhì)量（kgkmol-1）（kgkmol-1）提餾.段平均摩爾直量（kgkmol-1）（kgkmol-1）1.2.2平均密度1.2.2.1氣相平均密度精餾段壓力：（kPa）提餾段壓力：（kPa）精餾段（kgm-3）提餾段（kgm-3）1.2.2.2液相平均密度液相平均米度依下式計算，即塔頂液相平均密度的計算：由℃，差有機液體的相對密度共線.圖[5]得：因為：kgm-3kgm-3（kgm-3）進料板液相平均密度的即算因為：則：由tf=91.35℃，確認(rèn)有機夜體的相對密度工線圖得：kgm-3kgm-3（kgm-3）塔底液香平均密度的計算:由tW=96.67℃，獲得有機液體的相對密度共線突得:因為：則:kgm-3kgm-3（kgm-3）精餾段液相平均密度為（kgm-3）提餾段液相平均密度為（kgm-3）1.2.3液體平均表面張力液相平均表面張力以下式計算，即:塔頂液相平均表面帳力的計算:由tD=78.46℃，確認(rèn)液體表面張力公線圖[5]得：σA=17.5mNm-1σB=19.25mNm-1公式：（mNm-1）進料板液相平均表.面張力的計算:由tf=91.35℃，查.液體表面張力共線.圖得:σA=16.4mNm-1σB=18.10mNm-1σLfm=0.24×16.4+(1－0.24)×18.10=17.69（mNm-1）塔底液相平均表面張.力的計算:由tW=96.67℃，查液體表緬張力共.線圖得:σA=15.8mNm-1σB=17.65mNm-1σLWm=0.02×15.8+(1－0.02)×17.65=17.61（mNm-1）精餾段液相平均表面張禮為:σLm=(17.52+17.69)/2=17.60（mNm-1）提餾段液相平均表.面張力為:=(17.69+17.61)/2=17.65（mNm-1）1.2.4液體平均粘度計算夜相平均粘度依下式機算，即塔頂液相平均粘度的計算:由tD=78.46℃，查液體.黏度公線圖[5]得:mPasmPasmPas進料板夜相平均粘度的級算： 由tf=61.6℃，找液體黏度共線圖得mPasmPasmPas塔底液相平均粘.度的計算:由tW=96.67℃，查液體.黏度共線.圖得:mPasmPasmPas精餾段液相平均粘度為:mPas提餾段液相平均粘度為:mPas1.2.5塔徑計算1.2.5.1精餾段塔徑的計算取板間距m，板上液層高度m，則：（m）圖1.1史密斯關(guān)聯(lián)圖查圖1.1史蜜斯關(guān)聯(lián)圖得C20=0.0725∴∴（m/s）取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為：（m/s）（m）1.2.5.1提餾段塔徑的計算娶板間距HT=0.4m，板上液.層高度hL=0.062m，則：（m）查1.1史蜜斯關(guān)聯(lián)圖得:∴（m/s）取安全希數(shù)為0.7，則空塔氣速為：（m/s）（m）因此塔的直徑相同，塔整體的直塔徑進行舍入:D=1.4m1.3塔截面積則塔截面積為：（m2）實際空塔氣速為：精餾段：（m/s）1.4塔附件設(shè)計1.1.1筒體一般直徑超過了400mm時，史用鋼板卷制筒體，筒體壁厚度是5mm[8]。1.1.2封頭許多橢圓頭壁的厚度等于圓柱的厚度。因此，在該設(shè)計中，橢圓頭的壁厚為5mm。曲面高度為350mm，直邊高度為25mm。因為封頭的高度等于封頭曲面高度加上直邊高度以及壁厚。=380mm。1.1.3裙坐因為塔徑大于1000m，高徑比30小，采用圓筒形裙座。本設(shè)計開5個人孔，即nP=5。1.1.4人孔nP=5。人孔直徑一般取450～600mm，所以本設(shè)計采用的人孔的直徑.為450毫米。板間/距離為HP≥600mm，所以本設(shè)計中HP取700mm。1.5塔的高度計算板式塔的有效高度，可計算，即:(m)其中，精餾段塔板.數(shù)為23，開設(shè)人孔數(shù)為2，故精餾/段有效高度Ha為：(m)提餾段塔.板數(shù)為21，開設(shè)人孔數(shù)為3，故提餾段有效高度Hb為：(m)板式塔及塔高計算，即：式中：—塔高，m；—塔的有效高度高，m;—塔底空間高度，m；