4.3 粗馏塔设计计算
4.3.1 粗馏塔塔板数计算
yq
xW xF xD
图6 粗馏塔塔板数图解法
0
Fig.6 Crude distillation plate number graphical solution
粗馏塔同精馏塔一样采用直接蒸汽加热，故根据物料衡算结果，其操作方程为：
y?6.8x?0.00061
其在y轴上的截距为0.061%
饱和蒸汽进料，q=0，q线方程为y?x0
粗馏塔求解塔板数稍有不同，按图6所示求解塔板数，由下图7可知，理论塔板数为4个 则实际塔板数N0?40.5?8（个）
4.3.2 塔板设计计算
4.3.2.1 塔板选型：
同上精馏塔的选型。
4.3.2.2浮阀塔板间距的选择与塔径的估算
原料液流量较大，塔径选为为d0?1.8m
根据浮阀塔板间距参考值，塔板间距为HT?600mm=0.6m
13
塔高：Z0??N0?1?HT??8?1??0.6?42 m，
5. 车间设备工艺布置设计
5.1 生产车间工艺布置设计
5.1.1 车间工艺布置的原则
间设备布置是酒精精馏车间工艺设计的一个重要环节，所以设备布置时要考虑以下原则： （1）依据生产工艺流程和设备选型，尽可能保证工艺流程顺畅，保证水平方向和垂直方向的连续性，缩短工艺管路。
（2）满足设备安装、检修、传动设备所需要车安全防护距离等对设备布置的要求。
（3）满足建筑、结构对设备布置的要求，对于大型、较重设备和运转时产生较大震动的设备，尽可能布置在车间底层。设备布置时应考虑柱网、主要高度等以免与大设备发生碰撞。
（4）保证工人操作设备所需要的安全距离，如设备之间净距离和设备与墙之间的距离等，要满足操作要求。
（5）留有必要的运输通道、消防通道以及出入口。
（6）应注意车间的通风、采光、降温、采暖等设施的安排
6、设计结果一览表
表1 精馏塔设计结果参数一览表
Table 1 Distillation tower design parameters of the result list
项目
塔径（m）
指标 1.2
项目
指标
浮阀数（个） 448 板间距（m） 0.45 中心距（等边三角形排列）（m） 塔板上的液层深度
（m）
0.0885 0.05
塔板数（个） 24 空塔速度
（m/s）
塔高（m）
0.732 10.35
表2 粗馏塔设计结果参数一览表
Table 2 Crude Distillation tower design parameters of the result list
项目
指标
项目
指标
14
塔径（m） 1.8 浮阀数（个） 148 板间距（m） 0.6 中心距（等边三角形排列）（m） 塔板上的液层深度
（m）
0.1085 0.05
塔板数（个） 8 空塔速度
（m/s）
塔高（m）
1.54 4.2
7、设备一览表
通过设备的工艺计算，可以列出所用的设备，如表3
表3 年产6000吨后医用酒精精馏车间设备一览表 Table 3 The distillation plant of medical alcohol equipment list 位号 B-501 H-502 T-503 B-504 T-505 H-506 R-507 B-508 R-510 H-511 H-512 R-513 R-514a-b R-516 R-517 R-518 H-519 H-520 R-523 B-524
设备名称 往复泵 管式预热器 粗馏塔 汽包 精馏塔 换热器 热水箱 离心泵 分离器 板式换热器 列管换热器 杂醇油分离器
计量柜 贮罐 回收水箱 热水箱 预热器 冷凝器 高位水箱 水包
台数 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 2 3 1 1 1 1 3 1 1
型号
WFB2-120 YD-GS-10 F-1浮阀塔
3
V=50 m F-1浮阀塔 LQF4W
3
V=50m GNF×4 XGLJ55-90 S=3.0m LQF4W XGLJ55-90 V=50 m3
V=50m3
3
V=50m V=50m3 YD-GS-10 GBNL3-8 V=100m3 V=50m3
材质 A3钢
SUS304不锈钢 SUS304不锈钢
A3钢
SUS304不锈钢
A3钢
SUS304不锈钢
A3钢 A3钢 SUS304不锈钢 SUS304不锈钢
A3钢 A3钢 SUS304不锈钢
A3钢
SUS304不锈钢 SUS304不锈钢
A3钢
SUS304不锈钢 SUS304不锈钢
附表：
表4 乙醇—水溶液气液相平衡数据（摩尔分数）
Table 4 Ethanol—water vapor-liquid equilibrium data (mole fraction) x 0.000040 0.000117 0.000157 0.000196 0.000235
y 0.00053 0.00153 0.00204 0.00255 0.00307
x 0.0035 0.0039 0.0079 0.0119 0.0161
y 0.0412 0.0451 0.0876 0.1275 0.1634
15
x 0.4427 0.4849 0.5 400 0.58 11 0.6252
y 0.6299 0.6470 0.6692 0.6876 0.7110
0.000274 0.000313 0.000352 0.00040 0.00055 0.0008 0.0012 0.0016 0.0019 0.0023 0.0027 0.0031
0.00358 0.00410 0.00461 0.0051 0.0077 0.0103 0.0157 0.0198 0.0248 0.0290 0.0333 0.03725
0.0286 0.0416 0.0551 0.0686 0.0892 0.1100
0.2396 0.2992 0.3451 0.3806 0.4209 0.4541
0.6772 0.7063 0.7415 0.7599 0.7788 0.7982
0.7361 0.7582 0.7800 0.7926 0.8042 0.8183
0.1377 0.1677 0.2425 0.2980 0.3416 0.4000
0.4846 0.5127 0.5522 0.05754 0.5910 0.6144
0.8182 0.8387 0.8597 0.8815 0.8941
0.8325 0.8491 0.8640 0.8825 0.8941
表5 主要使用符号说明
Table 5 Symbolic description of the main
符号 c C d F0 F hL HT I K L Lh N P PQ QC q’ rf R Rmin S v V V0 Vh ’ VW0 W x y
’
意义 负荷系数 比热容 塔径 成熟缪进料量 粗酒精蒸汽量 板上液层深度 板间距 热焓 传热系数
粗馏塔上升蒸汽量 液相体积流量 塔板数 成品酒精量 渗漏蒸汽量
回流入塔的冷凝酒精量 热负载 热损失量 汽化潜热 最适回流比 最小回流比 粗馏塔加热蒸汽量 空塔速度 精馏塔上升蒸汽量 加热蒸汽量 上升酒精蒸汽体积流量 酒精蒸汽渗漏损失量 粗馏塔废液量 精馏塔废液量 液相中乙醇组分的摩尔分数 气相中乙醇组分的摩尔分数
计量单位
kJ/kg. ℃ m kg/h kg/h m m kJ/kg kJ/m2·h· ℃ kg/h m3/s 个 kg/h
kg/h m/s kg/h kg/h m/s kg/h kg/h kg/h
3
kg/h kg/h kJ/h kJ/kg
kJ/kmol
16
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