浮阀板 1.2~1.3 1.5 9 0.6 一般 0.7~0.9
舌型板 1.1~1.2 1.5 3 0.8 简单 0.5~0.6
(3) 塔板的选择
异丁烷与异丁烯的分离对生产能力要求高,生产较为稳定,负荷变化大,对操作弹性的要求不高。综合考虑塔板的效率、分离效果和设备的成本、文修等,我们初步选择浮阀板,下面通过具体的计算,论证选择浮阀板是否能满足生产要求。
5.1.2 设计要求
原料液中异丁烯含量:0.58(摩尔质量),其余为异丁烷。
(1) 产品质量要求:
塔底异丁烷组成:
塔底异丁烯组成:
异丁烯产量:
(2) 操作条件:
塔顶压力:354.2kPa
塔底压力:402.5kPa
塔顶温度:22.42℃
塔底温度:28.27℃
回流液温度:22.42℃
进料温度:24.52℃
5.1.3 塔板数的计算
(1) 最小回流比的求取
(2) 相对挥发度的计算
塔顶: ,
同理,进料处: ,塔底:
(3) 操作温度的确定
图5-1 t-x-y关系图
由t-x-y图,和塔各处的x值可以读出塔顶温度: ,进料处温度: ,塔底温度:
(4) 平均密度、液体平均粘度、液体平均表面张力的确定
根据对应的温度,查取相应的密度,粘度,表面张力的初步值,再根据:
气体密度为:
可确定,液体平均密度为:
可确定,平均粘度为:
可确定,液体平均表面张力为:
可确定,
(5) 最少理论板的求取
由芬斯克方程求取
(6) 绘制N-R图
图5-2 N—R关系图
(7) 理论板数的求取
由N-R图,选取R=7.39,查吉利兰图,可得N=26.24 27
(8) 进料位置的确定
故进料板是从塔顶往下第13层理论板。
(9) 精馏塔气、液相负荷的求取
(10) 实际板层数的求取
用奥康奈尔法可得:
精馏段实际板层数:
提馏段实际板层数:
5.1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算
气、液相体积流量为:
式中
其中 由史密斯关系图查取,图的横坐标为
取板间距 ,板上液层高度 ,则
查史密斯关联图得
取安全系数为0.7,则空塔气速为
按标准塔径圆整后为
塔截面积为
实际空塔气速为
当板间距在450mm-600mm内时,塔径D在1.6m-2.0m内,由计算得出直径 ,在假设范围内。
又
因此
所以假设成立,精馏塔径为 。
5.1.5 塔板主要工艺尺寸的计算
1) 溢流装置计算
(1) 堰长
(2) 溢流堰高度
由 ,选用平直堰,堰上液层高度 用弗兰西斯公式计算,即
近似取E=1,则
取上清液层高度
故
(3)弓形降液管宽带 和截面积
由 ,查弓形降液管的参数图,得
验算液体在降液管中停留时间,即
故降液管设计合理。
(4) 降液管底隙高度 的计算
,取产
则
因此,降液管底隙高度计算合理。
2) 塔板布置
(1) 塔板的分块
因D=800mm,故塔板采用分块式,查表得,塔板分为4块。
(2) 边缘区宽度确定
取安定区宽度为
取无效区宽度为
(3) 开孔区面积计算
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