0.6万吨年分离甲醇-水混合液的填料精馏塔设计

06万吨/年分离甲醇水混合液的填料精馏塔设计摘要精馏是借助回流技术来实现高纯度和高回收率的分离操作，在抗生素药物生产中，需要甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，然后对甲醇溶媒进行精馏。操作一般在塔设备中进行，塔设备分为两种，板式塔和填料塔。填料塔结构简单、装置灵活、压降小、持液量少、生产能力大、分离效率高、耐腐蚀，且易于处理易气泡、易热敏、易结垢物系等优点，同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。近年来由于填料塔结构的改进，新型的高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小及性能稳定的特点。因此，填料塔已被推广到大型气液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔。从设备设计的角度看，不论板式塔还是填料塔，基本上由塔体、内件、裙座、和附件构成。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小以性能稳定等特点。因此填料塔已被推广到大型汽液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔。但国内在这方面的研究则较少,如何设计规整填料蒸馏塔已成为一个重要的课题,它对自行设计,改进现有设备生产状况都较为重要。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。关键词精馏，填料塔，设备设计ABSTRACTDISTILLATIONTHROUGHREFLUXTECHNOLOGYTOACHIEVETHESEPARATIONOFHIGHPURITYANDHIGHRECOVERYOPERATIONINTHEPRODUCTIONOFANTIBIOTICS,METHANOLSOLVENTWASHINGCRYSTAL,WASHINGTHEFILTEREDWASTEMETHANOLSOLVENT,ANDTHENTHEMETHANOLSOLVENTDISTILLATIONTHEOPERATIONGENERALLYTOWEREQUIPMENT,TOWEREQUIPMENTISDIVIDEDINTOTWOTYPES,PLATETOWERANDPACKEDTOWERPACKEDTOWERSTRUCTUREISSIMPLE,FLEXIBLEDEVICES,LOWPRESSUREDROP,HOLDLESSLIQUID,LARGEPRODUCTIONCAPACITY,ANDHIGHSEPARATIONEFFICIENCY,CORROSIONRESISTANCE,ANDEASYTOHANDLEANDEASYBUBBLE,EASYTOTHERMAL,EASYTOSCALEINTHEDEPARTMENTOFADVANTAGES,BUTALSOINVESTMENTCOSTSHIGHERFILLEREASYTOPLUGTHESHORTCOMINGSINRECENTYEARS,DUETOTHEIMPROVEMENTOFTHEPACKEDTOWERSTRUCTURE,THEDEVELOPMENTOFNEWHIGHLOADPACKING,BOTHTOIMPROVETHETOWERTHROUGHTHECAPACITYANDSEPARATIONEFFICIENCYWHILEMAINTAININGLOWPRESSUREDROPANDSTABLEPERFORMANCECHARACTERISTICSTHEREFORE,THEPACKEDTOWERHASBEENEXTENDEDTOLARGESCALEGASLIQUIDOPERATIONS,INSOMECASESINSTEADOFTHETRADITIONALPLATETOWERINRECENTYEARS,DUETOTHEIMPROVEMENTOFTHEPACKEDTOWERSTRUCTURE,THEDEVELOPMENTOFNEW,HIGHLOADPACKING,NOTONLYIMPROVESTHETOWERCAPACITYANDSEPARATIONEFFICIENCY,WHILEMAINTAININGTHEPRESSUREDROPANDSMALLTOSTABLEPERFORMANCEPACKEDTOWERHASBEENEXTENDEDTOTHELARGEVAPORLIQUIDOPERATIONS,INSOMECASESINSTEADOFTHETRADITIONALPLATETOWERDOMESTICRESEARCHINTHISAREAISLESS,HOWTODESIGNASTRUCTUREDPACKINGDISTILLATIONTOWERHASBECOMEANIMPORTANTISSUE,ITSOWNDESIGN,IMPROVEMENTOFEXISTINGEQUIPMENTCONDITIONSAREMOREIMPORTANTWITHTHERESEARCHANDDEVELOPMENTOFTHEPACKEDTOWER,THEEXCELLENTPERFORMANCEOFTHEPACKEDTOWERISBOUNDTOALARGENUMBEROFINDUSTRIALPRODUCTIONKEYWORDSDISTILLATION,PACKEDTOWER,EQUIPMENTDESIGN目录前言5第一章填料塔的简介611概述612流程确定和说明8121加料方式8122进料状况8123塔顶冷凝方式8124回流方式9125加热方式9126加热器9第二章填料塔设计计算1021操作条件与基础数据10211操作压力10212气液平衡关系及平衡数据10213物料平衡计算1122填料塔工艺计算12221物料衡算12222热量衡算13223理论板数计算1723填料塔主要尺寸的设计计算17231塔顶条件下的流量及物性参数18232塔底条件下的流量物性参数19233进料条件下的流量及物性参数19234精馏段流量及物性参数20235提馏段流量及物性参数2224填料的选择2425塔径和填料层计算24251塔径设计计算24252填料层计算2626附属设备及主要附件的选型计算28261冷凝器28262加热器28263塔内管径的计算及选型29264液体分布装置30265除沫器32第三章精馏塔主要设计参数汇总表32第四章总结34致谢35参考文献36前言本设计目的是分离甲醇水混合液，处理量不大，故选用填料塔。填料塔，是一类用于气液和液液系统的微分接触传质设备，主要由圆筒形塔体和堆放在塔内对传质起关键作用的填料等组成，用于吸收、蒸馏和萃取，也可用于接触式换热、增湿、减湿和气液相反应过程。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。填料塔的应用始于19世纪中叶，起初在空塔中填充碎石、砖块和焦炭等块状物，以增强气液两相间的传质。1914年德国人F拉西首先采用高度与直径相等的陶瓷环填料（现称拉西环）推动了填料塔的发展。此后，多种新填料相继出现，填料塔的性能不断得到改善，近30年来,填料塔的研究及其应用取得巨大进展,不仅开发了数十种新型高效填料，还较好地解决了设备放大问题。到60年代中期，直径数米乃至十几米的填料塔已不足为奇。现在，填充塔已与板式塔并驾齐驱，成为广泛应用的传质设备。填料塔自它发明以来已广泛地应用于化工生产的各个领域。近二十年,规整填料塔对板式塔、散装填料以及其它多种塔设备产生了巨大的冲击,在国内外引起众多研究者的极大兴趣,在近几年的文献中,国外有大量的规整填料研究报道。它因其高通量,低压降,操作稳定而广泛地用于气液,液液接触的塔设备中,如蒸馏、吸收、萃取等诸多领域。特别是在气液接触中,已越来越多地被采用,如已有设备通过利用规整填料来更换塔内构件,从而达到提高塔负荷的目的。规整填料种类较多,有板波纹填料、格栅填料、丝网填料等,材质有金属、塑料、陶瓷等。即使同样的种类亦有不同的规格,它们的比表面、空隙率及几何尺寸存在差异,这样在选择填料时,应根据体系物性,操作负荷,压降要求,同时兼顾材料性能等,进行综合考虑,保证既经济又能正常生产。第一章填料塔的简介11概述填料塔，是一类用于气液和液液系统的微分接触传质设备，主要由圆筒形塔体和堆放在塔内对传质起关键作用的填料等组成，用于吸收、蒸馏和萃取，也可用于接触式换热、增湿、减湿和气液相反应过程。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。填料塔的优点有（1）压降非常小。气相在填料中的液相膜表面进行对流传热、传质，不存在塔板上清液层及筛孔的阻力。在正常情况下，规整填料的阻力只有相应筛板塔阻力的1/51/6；（2）热、质交换充分，分离效率高，使产品的提取率提高；（3）操作弹性大，不产生液泛或漏液，所以负荷调节范围大，适应性强。负荷调节范围可以在30110，筛板塔的调节范围在70100；（4）液体滞留量少，启动和负荷调节速度快；（5）可节约能源。由于阻力小，空气进塔压力可降低007MPA左右，因而使空气压缩能耗减少65左右；（6）塔径可以减小。此外，应用规整填料后，由于当量理论塔板的压差减小，全精馏制氩可能实现，氩提取率提高1015。规整填料精馏塔一般分为35段填料层，每段之间有液体收集器和再分布器，传统筛板塔的板间距为110160MM，而规整填料的等板高为250300MM，因此填料塔的高度会增加。一般都选择铝作为规整填料的材料，这样可减轻重量和减少费用，但必须控制好填料金属表面残留润滑油量小于50MG/M2。在这样条件下，可认为铝填料塔和铝筛板塔用于氧精馏是同样安全的。塔设备按其结构形式基本上可分为两类板式塔和填料塔。以前，在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小以性能稳定等特点。因此填料塔已被推广到大型汽液操作中。在某些场合还代替了传统的板式塔。如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。填料塔为逐级接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、操作弹性大、持液量小等优点。同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。本设计目的是分离甲醇水混合液，处理量不大，故选用填料塔。塔型的选择因素很多。主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。与物性有关的因素（1）易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。本设计为分离甲醇和水，故选用填料塔。（2）对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不腐蚀的介质，则可选金属性质或塑料填料，而本设计分离甲醇和水，腐蚀性小可选用金属填料。与操作条件有关的因素（1）传质速率受气膜控制的系统，选用填料塔为宜。因为填料塔层中液相为膜状流、气相湍动，有利于减小气膜阻力。（2）难分离物系与产品纯度要求较高，塔板数很多时，可采用高效填料。（3）若塔的高度有限制，在某些情况下，选用填料塔可降低塔高，为了节约能耗，故本设计选用填料塔。（4）要求塔内持液量、停留时间短、压强小的物系，宜用规整填料。12流程确定和说明121加料方式加料方式有两种高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速。通过重力加料，可以节省一笔动力费用。但由于多了高位槽，建设费用增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单、安装方便；如采自动控制泵来控制泵的流量和流速，其控制原理较复杂，且设备操作费用高。本次实验采用高位槽进料。122进料状况进料状况一般有冷液进料、泡点进料。对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，节省加热费用。但冷液进料受环境影响较大，对于合肥地区来说，存在较大温差，且增加塔底蒸汽上升量，增大建设费用。采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不受季节温度影响。综合考虑，设计采用泡点进料。泡点进料时，基于恒摩尔流假定精馏段和提馏段塔径基本相等，制造上较为方便。123塔顶冷凝方式塔顶冷凝采用全凝器，用水冷凝。甲醇和水不反应。且容易冷凝，故使用全凝器。塔顶出来的气体温度不高，冷凝后产品温度不高无需进一步冷却。此次分离也是想得到液体甲醇，选用全凝器符合要求。124回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流。对于小型塔，回流冷凝器一般安装在塔顶。其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制较难。如果需要较高的塔处理量或塔板数较多时，回流冷凝器不适合于塔顶安装。且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理。在这种情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝冷却器以冷回流流入塔中。由于本次设计为小型塔，故采用重力回流。125加热方式加热方式分为直接蒸汽和间接蒸汽加热。直接蒸汽加热是用蒸汽直接由塔底进入塔内。由于重组分是水，故省略加热装置。但理论塔板数增加，费用增加。间接蒸汽加热是通过加热器使釜液部分汽化。上升蒸汽与回流下来的冷液进行传质，其优点是使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论板数，缺点是增加加热装置。本次实验采用间接蒸汽加热。126加热器采用U型管蒸汽间接加热器，用水蒸汽作加热剂。因为塔小，可将加热器放在塔内，即再沸器，这样釜液部分汽化，维持了原有浓度，减少了理论板数。第二章填料塔设计计算21操作条件与基础数据211操作压力精馏操作按操作压力分为常压、加压和减压操作。精馏操作中压力影响非常大。当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不利；当压力减小时，相对挥发度将增大，对分离有利。但当压力不太低时，对设备的要求较高，设备费用增加。因此在设计时一般采用常压蒸馏。当常压下无法完成操作时，则采用加压或减压蒸馏。对于甲醇水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压精馏。212气液平衡关系及平衡数据表21甲醇水溶液的平衡数据（1013KPA）平衡温度T100929903889850816780液相甲醇X0531776926131520832818气相甲醇Y0283440014353545562736775平衡温度T767738727713700669647液相甲醇X333346205292593768498741100气相甲醇Y691877567971818384929194100213物料平衡计算1物料衡算已知60FT,7X,98D,2WX（质量百分数），KMOLGMHC/043203，KMOLGMOH/2182摩尔分数560374FX（21）960218439DX（22）32W（23）进料平均相对分子质量KMOLGM/2601804356802根据甲醇和水的气液平衡表1，利用内插法求塔顶温度LDT,VT,塔釜温度WT,进料温度FT。塔顶温度LD,V131659674180596LDLDTT2105VT塔釜温度WT2498921035T进料温度FT3867172319528637FFTT回流比确定由图可知进料平衡曲线为不正常平衡曲线，作图求最小回流比MINR由点ADX,向平衡线作切线，交轴于B（831,0），精馏段操作线截距831XD,所以1596MINR318所以032MINR操作回流比可取为最小回流比的11到20倍所以，回流比确当为5平均相对挥发度43522填料塔工艺计算221物料衡算已知60FT，年开工300天，KMOLG/260M1进料摩尔流量4310/198/326KOLHLH（24）856FX,59DX,WX总物料衡算易挥发组分衡算DF解得186/KMOLH32W塔顶产品的平均相对分子质量2KMOLGM/5493196102859604）（25）塔顶产品流量87DH（26）塔釜产品的平均相对分子质量3KMOLGM/1780312813042（27）塔釜产品流量249WH756/FDKGH物料衡算结果汇总如下4表22物料衡算结果表参数单位进料F塔顶D塔釜WKG/H830756588957241799物料流量KMOL/H31981866813312质量分数70982百分组成摩尔分数5683965113222热量衡算（1）热量衡算加热介质和冷却剂的选择1A加热介质的选择常用的加热介质有饱和水蒸气和烟道气。饱和水蒸气是一种应用最广的加热剂。由于饱和水蒸气冷凝时的传热膜系数很高，可以通过改变蒸汽的压力准确地控制加热温度。燃料燃烧所排放的烟道气温度可达1001000，适用于高温加热。缺点是烟道气的比热容及传热膜系数很低，加热温度控制困难。本设计选用300KPA（温度为1333）的饱和水蒸气作加热介质，水蒸气易获得、清洁、不易腐蚀加热管，不但成本会相应降低，塔结构也不复杂。B冷却剂的选择常用的冷却剂是水和空气，应因地制宜加以选用。受当地气温限制，冷却水一般为1025。如需冷却到较低温度，则需采用低温介质，如冷冻盐水、氟利昂等。本设计建厂地区为沈阳。沈阳市夏季最热月份日平均气温为24。故选用24的冷却水，选升温10，即冷却水的出口温度为34。2冷凝器的热负荷冷凝器的热负荷LDVCIQ（1R（28）式中VDI塔顶上升蒸汽的焓；L塔顶馏出液的焓。水甲（VDVDVDHXXI1（29）式中甲H甲醇的蒸发潜热；水V水的蒸发潜热。蒸发潜热与温度的关系380122RVTH其中RT对比温度。表23沸点下蒸发潜热列表沸点/蒸发潜热VH/（KCALKMOL1）/KTC甲醇646584305126水10097296473由沃森公式计算塔顶温度下的潜热380122RTH（210）6566时，对甲醇27315601RC127356409RCT蒸发潜热KMOLCAHV/1784651830甲对水，同理得20RT，R蒸发潜热KMOLCAH/381074560123978水对全凝器作热量衡算（忽略热量损失）RIDQLDVC（选择泡点回流，因为塔顶甲醇含量很高，与露点相接近，所以水甲（VVLVDHXXI1（211）代入数据得KMOLCAILDV/8472310965784965031284/CQKCALH3冷却介质消耗量21640596059/32CPWKGT4加热器的热负荷及全塔热量衡算选用300KPA（温度为1333）的饱和水蒸气为加热介质计算甲醇、水在不同温度下混合的比热容单位KCAL/KG表24甲醇和水在不同温度下的比热容温度/65317186平均值98527186平均值甲醇/P1C072007420731083107420787水/211111107398026537842/PDTKCALGKC576191根据表22，5897/DKGH,247/WKGH583/DPPQDTCTCAL161WK对全塔进行热量衡算CWDSFQQ（212）为了简化计算，以进料焓，即8855时的焓值为基准做热量衡算FCWDSQQ（213）2837641830596850/KCALH塔釜热损失为10，则90，则55641076/9SQKCALH式中SQ加热器理想热负荷；加热器实际热负荷；D塔顶馏出液带出热量；WQ塔底带出热量。加热蒸汽消耗量KGCALH/1268水蒸汽333K,300KPA547013872/SHKGH水蒸汽表25热量衡算数据结果列表/KCALH1/KGH1/KCALH1/KCALH1/KCALH1/KCALH1/KGH1564104102838776418835716080857223理论板数计算由于本次设计的相对挥发度是变化的，所以不能用简捷法求理论板数，应用图解法。精馏段操作线方程1RXYD截距23801596RXD连接（DX,）,1,0D与Q线交于D点，连接（WX,与D点，得提留段操作线。求得理论塔板数10，提留段3块，精馏段7块。23填料塔主要尺寸的设计计算精馏塔设计的主要依据和条件表26不同温度下甲醇和水的密度密度KG/M3物质温度/5060708090100甲醇750741731721713704水988983978972965958表27查图整理得甲醇水特殊点粘度粘度MPAS物质塔顶6531塔底9852进料7186甲醇033202250295水045502560410231塔顶条件下的流量及物性参数9650DX，980DX，168/KMOLH气相平均相对分子质量1KMOLGXMXDDV/53196012896504321水甲液相平均相对分子质量2KMOLGVDL/53气相密度330KGPTMVD液相密度43165LDT,查表27，由内插法得33/4980,/97MKGK水甲349802675水水甲甲XL所以3/9MKGD液相粘度5查表27得165LDT，SMPASMPA450,320水甲XXLD36914596（水甲塔顶出料口质量流量6183587/KGH表28塔顶数据结果表1KMOLGMLD1KLVD3MGV3KLDSPAL/1HKMOLD流量31553155113573938033618668232塔底条件下的流量物性参数013WX，02W液相相对分子质量1KMOLGMVL/8水气相密度5298WT230/591028157344MKGPTMVW214液相密度5298WT03视同纯水，查表26，3L/9KG水液相粘度4查表27得5298WT,SMPASMPALD2560,2560水塔底流量5132361/KGH表29塔底数据结果表1KMOLGMLW1KLV3MGVW3KLSPALW/11HKMOLG）质量流量1801800591958027023961613312233进料条件下的流量及物性参数3198/FKMOLH，856FX，70F查表21，得如下的平衡数据表头和标题529256859377971Y8183由内插法，得840Y气相平均相对分子质量1KMOLGYMYFFV/802941231水甲液相平均相对分子质量2LXXFFL/56084560水甲气相密度330/05186752348942MKGPTMVF液相密度4由表26数据，FT,同上用内插法，求出337291/,9768/KGMKGM甲水010124LFX甲甲甲水所以3/789KG液相粘度5查表27得61T，SMPASMPA405,05水甲XXFFL36816829）水甲进料流量633018/24KGM表210进料数据结果表符号1KOLGMLF1KLVF3GVF3KLFSMPAL/11HKMOLHKGF摩尔质量流量数值293725981047892040348833333198234精馏段流量及物性参数气相平均相对分子质量1KMOLGMVFDVJ/6830295312215液相平均相对分子质量2KOLGLFDLJ/7982531216气相密度33/09125132MKGVFDLJ（217）液相密度43/297642089372KGLFDLJ（218）液相粘度5SMPALFDLJ3410253602（219）气相流量618630517605/VRKOLH）（220）750429/G液相流量7318654/LRDKMOLH（221）569427930G表211精馏段数据结果表主要参数提馏段气相平均相对分子质量/1KMOLGMV（3068液相平均相对分子质量L（2879气相密度/3KGV1093液相密度/ML76429气相摩尔流量/1HKG（75605气相质量流量/230293液相粘度/SMPA0341液相摩尔流量/1HKOL5694液相质量流量/1HKG163930235提馏段流量及物性参数气相平均相对分子质量1KMOLGMVFWVT/69231892222液相平均相对分子质量2KOLGLFWLF/92185223气相密度3KMOLGVFWLT/60873249582（224）液相密度43/8025912KGLFWVT（225）液相粘度5SMPALFWLT30245602（226）气相流量61756/VQVKOLH）（227）75023908G液相流量7156942/LQFLKMOLH（228）8923/KGH表211提馏段数据结果表主要参数提馏段气相平均相对分子质量/1KMOLGMV（239液相平均相对分子质量L（2199气相密度/3KGV082液相密度ML8736气相摩尔流量/1HKG（75605气相质量流量/179108液相粘度/SMPA030液相摩尔流量/1HKOL8892液相质量流量/G19553524填料的选择填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相相接触传质与传热的表面，与塔内件一起决定了填料塔的性质。目前，填料的开发与应用仍是沿着散装填料与规整填料两个方面进行。本设计选用规整填料，金属板波纹250Y型填料。规整填料是一种在塔内按均匀图形排布、整齐堆砌的填料，规定了气液流路，改善了沟流和壁流现象，压降可以很小，同时还可以提供更大的比表面积，在同等溶剂中可以达到更高的传质、传热效果。与散装填料相比，规整填料结构均匀、规则、有对称性，当与散装填料有相同的比表面积时，填料空隙率更大，具有更大的通量，单位分离能力大。250Y型波纹填料是最早研制并应用于工业生产的板波填料，它具有以下特点（1）比表面积与通用散装填料相比，可提高近1倍，填料压降较低，通量和传质效率均有较大幅度提高。（2）与各种通用板式塔相比，不仅传质面积大幅度提高，而且全塔压降及效率有很大改善。（3）工业生产中气液质均可能带入“第三相”物质，导致散装填料及某些板式塔无法维持操作。鉴于250Y型填料整齐的几何结构，显示出良好的抗堵性能，因而能在某些散装填料塔不适宜的场合使用，扩大了填料塔的应用范围。鉴于以上250Y型的特点，本设计采用MELLAPOK250Y型填料，因本设计塔中压力很低。25塔径和填料层计算251塔径设计计算1精馏段塔径计算由气速关联式8142032751LGLGLGFAAU（229）式中3干填料因子；L液体粘度，SMPA；A常数，250Y型为0291；G,液体、气体质量流量，HKG/；L液体、气体密度,3；G重力加速度，2/SM。已知3/091MKGG，3/29764MKGL，16930/LKGH，23H，SPAL41，0，2/5A，21A,/8SG代入式中求解得386/FUMS空塔气速054173/S68238671DFTT体积流量33550142710546/930SVMS塔径46SDMU圆整后70DM，空塔气速142/US提馏段塔径计算已知3/82KGV，3/6987KGL，195/LKGH，V179108HKG/84120325LLGLGFAAU1124802350895302L179876876F解得41/FUMS空塔气速05025/FS198267WFTT体积流量33550342710762/06SVMS（230）塔径47812SDMU（231）圆整后70DM，空塔气速9/US（3）选取整塔塔径提馏段和精馏段塔径圆整后D700MM，为精馏塔的塔径。252填料层计算1填料层高度3142/,109/VVUMSKGM所以气动因JVFUKGM查得P/Z1070102PA/M）（）（）（精精精MNTSMNZT587精馏段总压降P精（P/Z）精Z1070PA221068510（232）提馏段3198/,082/VVUMSKGM132179/GFK查得P/Z096102PA/M）（）（）（提提提MNTSMNZT0813（233）精馏段总压降P提（P/Z）提Z096PA22107102填料层总压降填料层的总压降为PAP22107301682）（提精（234）3填料总高度MZ573012提精（235）4填料层高度和压降计算汇总如下表212填料层高度和压降计算结果表参数精馏段提馏段全塔气动因子/213/MKG14851793压降PA/2107210962103总压降/268227填料层高度M/51075326附属设备及主要附件的选型计算261冷凝器本设计冷凝器采用重力回流直立或管壳式冷凝器。对于蒸馏塔的冷凝器，一般选用列管式，空冷凝螺旋板式换热器。因本设计冷凝器与被冷凝流体温差不大，所以选用管壳式冷凝器，被冷凝气体走管间，以便于及时排出冷凝液。冷却水循环与气体方向相反，即逆流式。当气体流入冷凝器时，使其液膜厚度减薄，传热系数增大，利于节省面积，减少材料费。取冷凝器传热系数HMKCALK2/50）沈阳地区夏季最高平均水温24，温升10逆流T65316516T2434935243165LNLN12TM（236）传热面积264059836CMQAMKT冷凝器选型如下表213冷凝器的选型参数值表公称直径/MM管程数管数管长/MM换热面积/M2公称压力/MPA7001179300040/417506262加热器选用U型管加热器，经处理后，放在塔釜内。蒸汽选择130饱和水蒸气，传热系数HMKCALK2/10）。33T由表25得HKCALQS/1075263AMKT（237）263塔内管径的计算及选型1进料管4483024936060167FFLDMW（238）经圆整25FMSD内管1SD外管R1H2内管重（KG/M）33750120150111回流管对于直立回流一般0205M/S,取SMWR/40441930436060762RRLJVDMW（239）取正后5M2SD内管1SD外管1H2内管重（KG/M）03476751201501633塔顶蒸汽接管操作为常压，取蒸汽速度SMWV/20，则蒸汽接管直径为4439019336061VVDM（240）经圆整后192SD内管1SD外管R1H2内管重（KG/M）19456532515020010264塔釜出料取塔釜流出液体速度SMWV/0，则出料接管直径为44239610127360687WLDM（241）经圆整选取12SD内管SD外管R1H2内管重（KG/M）1357350120150111264液体分布装置液体分布器的选型液体分布装置的种类多样，有喷头式、盘式、槽式或槽盘式等。工业应用以管式、槽式及槽盘式为主。采用莲蓬头式喷淋器。结构简单，维修方便，安装简便。回流液分布器流速系数取08205，H取006/8906192802SMGW（242）小孔输液能力计算42163905610/0742LQS（243）44287/29QFMSW21034ND孔式中小孔输液能力。小孔直径取推动力液柱小孔数；小孔点面积；孔系数取小孔流速，QMDHNFS36082/喷洒球面中心到填料表面距离计算2SINCOTWGRRH（244）式中喷射角。喷射圆周半径；RMD7523017520240SIN894COT2HMM进料液分布器由前知SMW/042486150/36723LQMS（245）取0,D4321760710/829QFSW29304FND孔取40MWGRRH7SINCOT2蓬头直径40MM喷射角约40，高72MM。本设计采用波纹板网支撑板，结构简单，重量轻，自由截面大，但强度低。本设计填料高度较低，故选用支撑板。塔釜设计料液在塔釜内停留15MIN，填装系数取05塔釜高H/塔径D21塔釜液量3593106460742WLM（246）塔釜体积3/85V（247）2/,42DHW（248）33180,9324WVV096HDM表214精馏塔个部分高度列表（MM）塔釜鞍式裙支座塔釜法栏高填料高度喷淋高度1310300200343072喷头高度喷头弯曲半径喷头上方空隙塔顶空隙429072300265除沫器为了确保气体的纯度，减少液体的夹带损失，选用除沫器。常用除沫装置有折流板式除沫器、丝网除沫器以及旋流板除沫器。本设计塔径小，且