精馏塔的工艺设计

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1、精馏塔的工艺设计一、塔体工艺尺寸计算Ⅰ.工艺结构设计数据通过用Aspenplus严格的模拟计算获得塔内气液相流量以及物流性质分布，详Aspen文件。在塔盘设计时，分精馏段和提馏段分别设计。进料板位置为第11块塔板，除冷凝器和再沸器，提取精馏段和提馏段的数据，分别取其最大负荷值进行手工计算和校核，然后再由KG-TOWER进行软件计算，通过比较来检查计算的正确性。所求的数据如下表5-1：表5-1精馏塔的精馏段和提馏段的参数项目精馏段提馏段液相气相液相气相体积流量（m3/h）13.4158548.14419.7335171.283密度(kg/m3)735.5541.638

2、725.9002.560粘度（Pa·s）0.3230.0110.2820.012表面张力（mN/m）17.100---15.783---Ⅱ.塔径的计算(1)板间距对塔径的影响板间距的大小与液泛和雾沫夹带有密切的关系。板间距取大些，塔可允许气流以较高的速度通过，对完成一定生产任务，塔径可较小；反之，所需塔径就要增大些。板间距取的大，还对塔板效率、操作弹性及安装检修有利。但板间距增大以后，会增加塔身总高度，增加金属耗量，增加塔基、支座等的负荷，从而又会增加全塔的造价。初选板间距时可参考下表5-2所列的推荐值。表5-2板间距与塔径的经验关系塔径D/m0.3～0.50.5～

3、0.80.8～1.61.6～2.02.～2.4>2.4塔板间距HT/m0.2～0.30.3～0.350.3～0.450.45～0.60.6～0.8≥0.8精馏段:塔径的计算1）、动能参数由Aspenpluse模拟数据得//由，式中C由计算，其中的由图史密斯关联图查取，图的横坐标为取塔板间距=0.7m，板上清液层高度=0.06m,则查Smith关联图得0.13故m/s取安全系数为0.7，则空塔气速为0.846m/sm按标准塔径圆整后为D=2m塔截面积为4=3.14实际空塔气速为m/s提馏段:塔径的计算1）、动能参数由Aspenpluse模拟数据得由，式中C由计算，其中

4、的由图史密斯关联图查取，图的横坐标为由表5-3取塔板间距=0.7m，板上清液层高度=0.06m，则由H'T-h'L及FLV查Smith关联图的C'20=0.128故取安全系数为0.7，则适际空塔气速为则塔径为：按标准塔径圆整后：D'=2.0m塔截面积为实际空塔气速为III.精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为精=（N精-1）提馏段有效高度为提=（N提-1）在进料板上方开一人孔，其高度为0.6m，故精馏塔的有效高度为Z=精+Z提+0.6=6.3+11.9+0.6=18.8m二、塔板主要工艺尺寸的计算1.溢流装置的设计溢流装置包括降液管、溢流堰、受液盘等几部分，是液体的

5、通道，其结构和尺寸对塔的性能有着重要的影响。(1)溢流堰溢流堰又称出口堰，它的作用是维持塔板上有一定的液层并使液体能较均匀地流过塔板。板上的流动类型一般有单流型，双流型、U型流、四流型或阶梯流动，其中常用的是单流型和双流型。选择标准如下表5-4所示：表5-4板上液流型的选择塔径流体流量m3/hmmU形流型单流型双流型6005以下5～259007以下7～5010007以下45以下12009以下9～7014009以下70以下150010以下70以下200011以下90以下90～160300011以下110以下110～200400011以下110以下180～270应用场合

6、较低液气比一般应用高液气比和大型塔板图5-1溢流形式因塔径D=2.0m，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下：（1）堰长精馏段：取1.32m提馏段：取（2）溢流堰高度由，可得溢流堰选用平直堰，堰上液层高度可用费兰西斯式公式计算，即：精馏段：近似取E=1，则取板上清液层高度mm,故m提馏段：近似取E=1，则取mm,故(3)弓形降液管宽度Wd和受液盘面积Af精馏段：由，查“弓形降液管参数图”，得，故mm由式验算液体在降液管中的停留时间，即＞5s故降液管设计合理。提馏段：取，查“弓形降液管参数图”，，由式验算液体在降液管中的停留时间，即＞5s故降液管设计合

7、理。(4)降液管底隙高度h应低于出口堰高度，才能保证降液管底端有良好的液封，一般应不低于6mm。一般情况下取：精馏段：m＞0.013m故降液管底隙高度设计合理。提馏段：＞0.013m故降液管底隙高度设计合理。选用凹形受液盘，深度mm。2.塔板布置（1）塔板的分块因因，故塔板采用分块式。查表得，当D=2m时，塔板分为5块。塔径/mm塔板分块数800～120031400～160041800～200052200～240062600～280073000～320083400～36009（2）边缘区宽度取安定区:，m(3)开孔区面积计算对单溢流型塔板，开孔区面积可按下式计算