年生产5万吨甲醇双塔精馏项目设计方案

??AfHTLn?0.145?0.4?26.437s?5s

7.89836007.898Ln3600?0.02m h0??lwu01.056?0.13hw?h0?0.039?0.02?0.019m?0.006m

故降液管底隙高度设计合理 提馏段：

??AfHT?Ln?0.145?0.4?16.0098s?5s

13.042360013.042?Ln3600?0.026m h0??lwu01.056?0.13??h0?0.035?0.026?0.009m?0.006m hw故降液管底隙高度设计合理。 4.6.2 塔板布置及浮阀数目与排列 （1）塔板分布

本设计塔径D=1.6m，故采用分块式塔板，以便通过人孔装拆塔板，查得塔块分4块（2）浮阀数目与排列 塔的汽相平均密度：

[25]

。

?V?塔的汽相平均蒸汽流量：

Vn???Vm??Vm2?1.155?0.969?1.062kg/m3

2Vn?Vn?10728.791?9988.609??10358.7m3/h 22空塔平均气速:

u?u?u?1.483?1.8033??1.643m/s 22取阀孔动能因子F0=12 孔速：

u0?F0?V?121.062?11.645m/s

每层塔板上浮阀数目：

N?Vn10358.7??4d0u02?43600?207个

?0.0392?11.645取边缘区宽度Wc=0.06m；破沫区宽度Ws=0.10m[24] 计算塔板上的鼓泡区面积：

?2x??Aa?2?xR2?x2?Rarcsin? （4-22）

180R??D1.6?Wc??0.06?0.74m 22D1.6x???Wd?Ws????0.1984?0.10??0.5016m 22其中R??0.5016???0.742arcsin?1.36m2 则Aa?2??0.5016?0.742?0.50162??1800.74??本设计研究的物系基本上没有腐蚀性，可选用??3mm不锈钢板，其孔直径d0?0.039m，浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一横排的孔心距t=75mm，则可按下式估算排间距

t?[24]

,即

t??Aa1.36??0.088m?88mm Nt207?0.075考虑到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡面积，因此排间距不宜采用88mm,而应小于此值，故取t??65mm[24]。那么

N?1.155Aa1.155?1.36??280个 22t0.075按N=280个重新核算孔速和阀孔动能因子

??u0Vs10358.7??4d0N02?436002?8.607m/s

?0.039?280??u0??V?8.607?1.062?9 F01阀孔动能因子变化不大，仍在9～13范围之内。

塔板开孔率?u1.643??100%?19.09% ?8.607u04.7 塔板流体力学验算

汽塔的液相平均密度：

?L?汽塔的平均液相流量：

??Lm??Lm2?770.125?853.487?811.806kg/m2

2Ln??7.898?13.042Ln?Ln??10.47m3/h 224.7.1 汽相通过浮阀塔的压降

hp?hc?h1?h? （4-23） （1）干板阻力hc 先计算临界孔速：

u0c?73.1????????V?11.825?73.1?????1.062?11.825?10.163m/s?u0?11.645m/s

u?11.6451.062hc?5.340?V?5.34???0.0415m

2g?L2?9.81811.806（2）板上充气液层阻力hl

充气系数反映板上液层的充气程度，当液相为水溶液时，取?0?0.5[23]，则

h1??0hL?0.5?0.05?0.025m

2（3）液体表面张力所造成阻力

取浮阀的开度为2.5mm[25]，则：

2?2?35.444?10?3h????0.00356m

g?Lh9.81?811.806?0.0025因此，气体流经一层浮阀塔板的压降相当的液柱高度为:

hp?hc?h1?h??0.0415?0.025?0.00356?0.07006m

则单板压降:

?PP?hp?Lg?0.07006?811.806?9.81?557.945pa?0.9kpa

4.7.2 淹塔

为了防止淹塔现象的发生，要求控制降液管中清液层高度Hd???HT?hw?。Hd可用下

式计算，即：

Hd?hp?hL?hd

（4-24）

（1）与气体通过塔板的压降相当的液体高度hp?0.07006m。

（2）液体通过降液管的压头损失hd，因不设进口堰，故可按下式计算，即

?Ln?hd?0.153???lh???w0?2?10.47????0.0029m 3600?0.153???1.056?0.02????2（3）板上液层高度，取hL?0.05m

因此Hd?hp?hL?hd?0.07006?0.05?0.0029?0.123m 取??0.5，板间距HT?0.4m，溢流堰高度hw?0.039m[25]则：

??HT?hw??0.5??0.4?0.039??0.2195m

可见Hd???HT?hw? ，符合防止淹塔的要求。 4.7.3 雾沫夹带 板上液体流经长度：

ZL?D?2Wd?1.6?2?0.1984?1.2032m

板上液流面积：

Ab?At?2Af?2.0096?2?0.145?1.7196m2

根据甲醇-水系统属于无泡沫正常系统，由?V?1.062kg/m2,HT?0.40m，可查得物性数据[23]：K?1.0 ，CF?0.098

则泛点率为：

VnF1??V?L??V?1.36LnZL?100%KCFAb

10358.71.06210.47??1.36??1.20323600811.806?1.0623600??100%?64.6%

1.0?0.098?1.7196计算出的泛点率在80%以下，故可知雾沫夹带量能够满足ev<0.1kg液/kg气的要求。