精馏塔

负荷qV,G下限值。

u0?F0?6?3.436m/s 3.05?GF1型重阀的孔径为39mm，故气相负荷下限值为

3.14qG?uoAo?3.436??0.0392?1168?4.7918m3/s

4（6） 操作线

操作线方程的斜率为k?qG7.9869??105.93 qL0.0754故操作线方程为qG?105.93qL

根据上式取任意两点在性能图上作出操作线。取点如表6-6所示：

表6-6 提馏段操作线上任意两点

qL，m3/s qG，m3/s

0.01 1.0593

0.015 1.5890

由以上的计算结果，作出的精馏段的操作性能图如图6-2 所示：

由图可知，雾沫夹带线控制着气相上限，且操作点位于较中间的位置，能在较大的范围内稳定操作

读图可知，气相上限点为2.30，气相下限点为0.897 故操作弹性为2.30/0.897=2.56，符合要求。

第七部分 换热器选型及蒸汽和冷却水消耗量

7.1换热器选型

以下就本塔所涉及的换热器包括一个全凝器、一个产品冷却器和一个再沸器进行选型。 （1） 全凝器

全凝器将塔顶90.21℃的蒸汽冷凝为90.21℃的饱和液体。

在该温度下，查得DMC和邻二甲苯的汽化潜热分别为373.4KJ/Kg和377.2KJ/Kg，蒸汽中DMC的质量分数为99.9%，故蒸汽的平均汽化潜热为

r?0.9999?373.4?(1?0.9999)?377.2?373.4KJ/Kg

（4.5?1）?154.71?90.01?76589.96kg/h 蒸汽的流量为WV?(R?1)DM平均?全凝器的热负荷为Q?rWV?373.4?76589.96?2.8599?107KJ/h 该值和Aspen模拟结果2.8614?107KJ/h极为接近，故计算正确。

采用逆流操作，用冷却水作冷却介质，其进口温度分别为25℃和35℃，在其平

25?35均温度t??30℃下的比热容为Cp?4.174KJ/(Kg.℃),则冷凝水的消耗量

2Q2.8599?107??6.8517?105Kg/h 为Wc?Cp?t4.174?(35?25)查得总传热系数在280~680范围内，取K=600W/(m2·℃)

?t1?90.21?25?65.21℃，?t2?90.32?35?55.32℃

?tm??t1??t265.21?55.32??60.13℃ ?t165.21lnln55.32?t2Q2.8599?107?1000??220.19m2 则全凝器所需要的换热面积为A?K?tm600?60.13?3600型号可选AES-700-2.5-221.2-3/25-4，材质为碳钢。 （2） 产品冷却器

90.21?30?60.11℃℃下查得2DMC和邻二甲苯的比热容分别为1.812KJ/(Kg·℃)和1.884 KJ/(Kg·℃)。

产品由90.21℃被冷却到30℃，在其平均温度t?产品中DMC的质量分数为99.99%，

则其平均比热容为Cp?0.9999?1.812?(1?0.9999)?1.884?1.812 KJ/(Kg·℃)

产品质量流量为WD?DM平均=154.71?90.01?13925.45Kg/h

冷却器的热负荷为Q?WDCp?t?13925.45?1.812?(90.21?30)?1519273.52KJ/h 该结果与Aspen模拟结果1521288KJ/h较为接近，故计算正确。

25?3525℃和35℃，水中其平均温度t??30℃下的比热容为

2Cp?4.174KJ/(Kg.℃）

则冷却水的消耗量为Wc?Q1519273.52??36398.5Kg/h Cp?t4.174?(35?25)采用逆流操作，产品走壳程，冷却水走管程，查得总传热系数K的范围是280～850W/m2·℃，取K=700 W/m2·℃

?t1?90.21?35?55.21℃，?t2?30?25?5℃

?tm??t1??t255.21?5??20.9℃ ?t155.21lnln5?t2Q1519273.52?103??28.85m2 则冷却器所需的传热面积为A?K?tm700?20.9?3600型号可选AES-400-2.5-29.9-2/25-1，材质为碳钢。 （3） 再沸器

塔釜液经再沸器加热，由144.28℃的液体变为144.28℃的气体。因DMC含量很低，其汽化热可近似为144.28℃下邻二甲苯的汽化潜热，查得r?345.77KJ/Kg 汽化流量为WV'?M平均?R+1?D=105.98??4.5+1??154.71=90178.9kg/h

用绝对压为10kgf/cm2(1MPa)，温度为180℃的低压饱和水蒸汽作加热介质，气化潜热为r'?2019.3KJ/Kg

再沸器的热负荷为Q?WV'r?90178.9?345.77=31181162.37KJ/h 该值与Aspen模拟结果30962628KJ/h较为接近，故计算正确。

Q31181162.37?1000所以水蒸汽的消耗量为WC?'??15441570Kg/h

r2019.3查得K的范围为2000～4250 W/m2·℃，取K=3200 W/m2·℃ 进口平均温差?tm?180?144.28?35.72℃