乙醇-水精馏塔设计 - 图文

2011年12月 ~2011年1月 化工原理课程设计 筛板塔精馏分离乙醇-水溶液

h4?m?10?3??24?39.262???0.003431 L2gd0933.20?9.81?0.005故 hp2?0.0353?90.0435?0.00343?10.0823

单板压强降?P2?hp?L2g?0.0823?933.20?9.81?753.4Pa

4.5.2 精馏段雾沫夹带量的验算 精馏段：

e5.7?10?6??ua1?3.2V1??m1??HT?h?f??5.7?3.2?10?6?1.649?21.00?10?3??0.45?2.5?0.075??

?0.097kg液kg气?0.1kg液kg气故精馏段在设计负荷下不会发生过量雾沫夹带。 提馏段：

e?5.7?10?6?ua?3.2V2σ?2?m2??HT?hf??5.7?10?63.2??1.700?39.26?10?3??0.45?2.5?0.075??

?0.057kg液kg气?0.1kg液kg气故提馏段在设计负荷下不会发生过量雾沫夹带。

4.5.3 漏液的验算 精馏段：

uow1?4.4CO?0.0056?0.13hL?hσ1?ρL1ρV1 ?4.4?0.84?0.0056?0.13?0.075?0.002128?804.871.216

?10.9ms筛板的稳定性系数Ku1?ou?22.15?2.03??1.5? ow110.9故精馏段在设计负荷下不会产生过量漏液。 提馏段：

29 / 47

2011年12月 ~2011年1月 化工原理课程设计 筛板塔精馏分离乙醇-水溶液

uow2?4.4CO?13.2ms?0.0056?0.13hL?hσ2?ρL2ρV2 ?4.4?0.84?0.0056?0.13?0.075?0.003431?933.200.876uo22.84??1.73??1.5? uow213.2

筛板的稳定性系数K2?故提馏段在设计负荷下不会产生过量漏液。

4.5.4 液泛验算

为防止降液管液泛的发生，应使降液管中清液层高度Hd???HT?hW?。 精馏段：

22?LS1??0.001651??hd1?0.153??0.153m8???0.0009?l?h? 6?0.84?0.024??WO1?Hd1?hp1?hL?hd1?0.098?40.075?0.0009?80.17m4取??0.5，则??HT?hW1??0.5??0.45?0.064??0.257m 故Hd???HT?hW?，在设计负荷下不会发生液泛。 提留段：

22?LS2??0.002089??hd2?0.153??0.15378???0.0009m?l?h? 0.84?0.0311???WO2?Hd2?hp2?hL?hd2?0.082?30.075?0.00097?80.15m8取??0.5，则??HT?hW2??0.5??0.45?0.063??0.2565m 故Hd???HT?hW?，在设计负荷下不会发生液泛。

根据以上塔板的各项流体力学验算，可认为精馏塔塔径及各工艺尺寸是合适的。

4.6 塔板负荷性能图

4.6.1 雾沫夹带线

5.7?10??ua1eV??H?h?mf?T?6??? ?3.2

30 / 47

2011年12月 ~2011年1月 化工原理课程设计 筛板塔精馏分离乙醇-水溶液

ua?其中，

VSVS??0.9695VSAT?Af1.131?0.09953????23??360L0Shf?2.5?hW?hOW??2.5?hW?2.84?10?3E??l??W??

???精馏段：

近似取E?1.0,hW1?0.064m,lW?0.84m

23??3600L??23?3S hf1?2.5??0.064?2.84?10?1.0?????0.16?1.8733LS

?0.84?????取雾沫夹带极限值eV为0.1kg液/kg气，已知?m1?21.00?10?3Nm,HT?0.45m,

?5.7?10??ua?eV1?? ?m1?HT?hf1???63.2??0.9695VS5.7?10????23??3?21.00?103S?0.45?0.16?1.873L??63.2?0.1

解得 VS1?1.896?12.247LS1 提馏段：

近似取E?1.0,hW1?0.063m,lW?0.84m 则 hf223??3600L??23?3S?2.5??0.063?2.84?10?1.0?????0.1575?1.8733LS

?0.84?????23取雾沫夹带极限值eV为0.1kg液/kg气，已知?m2?39.26?10?3Nm,HT?0.45m,

eV2?ua5.7?10?6??????m2?HT?hf2??3.2?0.9695VS5.7?10?6?????23??3?39.26?1051.873L3S?0.45?0.157??233.2?0.1

解得 VS2?2.305?14.892LS2LS1m3s ??精馏段 VS1m3s LS2m3s ??0.00006 1.877 0.00006 2.282 0.0015 1.735 0.0015 2.110 0.003 1.641 0.003 1.995 0.0045 1.562 0.0045 1.899 ??提馏段 VS2m3s ?? 31 / 47

2011年12月 ~2011年1月 化工原理课程设计 筛板塔精馏分离乙醇-水溶液

表4.4

注：该表为在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算相应Vs所得

依表中数据在VS?LS图中作出雾沫夹带线（1）。

4.6.2 液泛线

联立式Hd?hp?hL?hd及式Hd?Φ?HT?hW?得

Φ?HT?hW??hp?hW?hOW?hd

近似取E?1.0，

23lW?0.84m，由式

23hOW?2.84?Lh?E???1000??lW?23得，

hOW?3600Ls??3?3600Ls???2.84?10E??2.84?10?? ?l??0.84??W??323故，hOW?0.7493Ls 由式hp?hc?hl?hσ

?uo??h?0.051由式c?C???O?2?Vs?ρV?ρV?????0.051?ρ??CA??ρ

?L??Oo?L222?Vs?ρV1Vs??1.2162??0.051?0.3630V精馏段：hc1?0.051? ??s?CA?ρ?0.84?0.0768?804.87?Oo?L1提馏段： hc2?Vs?ρV2Vs??0.8762??0.051??0.051?0.2256V??s ?CA?ρ0.84?0.0768933.20???Oo?L22322由式hl?εOhL?εO?hW?hOW?及式hOW?0.7493Ls得hl?εO?hW?hOW?

22??hl1?εO1?hW1?hOW??0.57?0.064?0.7493Ls3??0.0365?0.4271Ls3精馏段： ??hσ1?0.002128m?已算出?故 hp1?0.3630Vs?0.0365?0.4271Ls?0.002128?0.0386?0.3630Vs?0.4271Ls

223223?Ls?Ls??2??0.153?2342L由式hd1?0.153? ??s?l?h?0.84?0.0246???WO1?22 32 / 47