第四章塔径泛点气速空塔气速填料高度压降等计算.docx

第四章填料精馏塔的工艺计算4.1低压塔塔径、泛点气速、空塔气速、填料高度及压降计算由第一章PROII模拟出的说明书可以得到数据表4.1塔顶蒸汽量G24368Kg/HR塔中蒸汽量G144383Kg/HR塔中蒸汽量G154445Kg/HR塔底蒸汽量G274886Kg/HR塔顶液体量L1塔中液体量L13塔中液体量L14塔底液体量L263140Kg/HR3155Kg/HR7784Kg/HR8224Kg/HR汽相密度pG2汽相密度pG14汽相密度pG15汽相密度pG272.874369Kg/m33.03973Kg/m33.06215Kg/m33.34082Kg/m3液相密度p li液想密度pL13液相密度pL14液相密度pL26816.676Kg/m3796.028Kg/m3793.248Kg/m3777.496Kg/m3汽相粘度MG2汽相粘度MG14汽相粘度MG15汽相粘度MG278.9907E-06Pa • s9.1563E-06Pa • s9.1528E—06Pa ・ s9.0660E-06Pa • s液相粘度M li液想粘度ML13液相粘度ML14液相粘度ML263.1054E—04Pa ・ s2.6658E-04Pa • s2.6165E-04Pa • s2.2445E-04Pa ・ s根据表4.1求平均值可得下表4.2表4.2低压塔 精馏段 提馏段液体量L Kg/HR3147.58004液相密度p Kg/m3806.352785.372液相粘度M Pa • s2.8856 E-042.4305 E-04蒸汽量G Kg/HR4375.54665.5汽相密度p Kg/m32.9570453.2014854.1.1塔经的计算式中：L——塔内液相流率，Kg/h；G——塔内气相流率，Kg/h；p ——塔内气相密度，Kg/m3；Gp ——塔内液体密度，Kg/m3。

L由表4-2数据代入公式得： 对于精馏段：=0.04356“ L 丁 3417.5 [2.957045G* p 4375.5 F 806.352'L查《现代填料塔应用指南》第四章图4-8:得：250Y型C =0.075；max设计值取 Cs=0.8C =0.0.06max计算塔截面积：” G ‘3600C [p (p - p )1-5s G L GA _ 4375.5t _ 3600 x 0.06b.957045 x@06.352 - 2.957045)L=0.4156m2塔内径D乎込亘亘T \ n \ 3.14_ 0.728m取 D =800mmT对于提馏段:L |P _ 8004 [3.201485FP _ G _G * p厶 4665.5 Y 785.372_ 0.1095查〈现代填料塔应用指南〉第四章图4-8:得：250Y型C =0.0648；max设计值取 Cs=0.8C =0.05184max计算塔截面积：” G 「3600C b - p )1.5s G L GA _ 4665.5T _ 3600 x 0.05184[3.201485 x (785.372 - 3.201485)L=0.4996m2塔内径D _T:辽 _ :7704996 _ 0.798m n 3.14取 D =800mmT所以塔内径为800mm （取精馏段和提馏段内径的大值）。

4.1.2填料层高度计算由于填料选用不锈钢金属孔波纹填料250Y，每米1.5块理论板精馏段塔板数（n）=13,精馏段填料层高度Z =（13-1）/1.5=8m；t 精 精提馏段塔板数（n）「27-13=14，提馏段填料层高度Z j（14-1）/1.5=8.67m=9m；t 提 提填料层总高度Z=8 + 9=17m4.1.3液体负荷及持液量的计算 低压塔塔径D=800mm,“ D2 3.14 x 0血=0.5024m 2式中：l——液体负荷，m3/(m2 s)L 液相的质量流量，Kg/h；p 液体的密度，Kg/m3;LD 塔的内径，m;A 塔的截面积，m2T由表4-2数据代入公式得精馏段的液体负荷：3147.50.5024 x 806.352=7.7965m3 /C2 • h)=2.1582 x 10-3 m 3• s)查现代填料塔技术指南图4-17得持液量 h=2.49 X 10-2 (m3/m3)提馏段的液体负荷：80040.5024 x 785.372=20.2853m3 /C2 • h)= 5.6348 x 10-3m3 /C2 • s)查现代填料塔技术指南图4-17得 持液量 h=4.92 X 10-2 (m3/m3) 4.1.4泛点气速计算泛点气速计算，根据《现代填料塔应用指南》计算泛点气速公式为:u a pGf • •厂 G •卩 0.2=A -1.75r l 114rp 1Gg *3 P1- L 」

G L金属孔波纹填料250Y的常用A值为0.291； a=250； £ =0.97； 由表4-2数据代入公式得精馏段：p =2.957045Kg/m3Gp =806.352Kg/m3LG=4375.5Kg/hL=3147.5Kg/hu =2.8856mPa • sL代入方程，lgu 250f •9.81 0.9732.957045 •—— 806.352• 0.288560.2=A -1.75(3147.5)4 ( 2.57045)14375.5 丿1806.352 丿得到提馏段：u =2.0207m/sGfp =3.201485Kg/m3Gp =785.372Kg/m3LG=4665.5Kg/hL=8004Kg/hu =2.4305mPa • sLlgu 250f •9.81 0.9733.201485785.372• 0.243050.2A -1.75(8004、4665.5(3.201485]、785.372 丿代入方程,得到 u =1.4977m/sGf4.1.5空塔气速计算精馏段 u =0.8u =0.8 X 2.0207=1.61656m/sG Gf提馏段 u =0.8u =0.8X1.4977=1.19816m/sG Gf4.1.6压强降计算根据《现代填料塔应用指南》的第四章中计算湿填料压降公式4-8可化简为 降此计算式的计算值与实测值相比，平均偏差为5.5%,最大偏差为10% △P=94.8X(u X p 0.5)1.72G G式中： AP 每米填料压降，Pa/m；u 空塔气速，m/s；Gp ——气体密度，Kg/m3；G由表4-2数据代入公式得 于是精馏段和提馏段的压降分别为：精馏段提馏段△P=94.8X (1.61656X2.95O745o.5)1.72=550.2045 Pa/m△P=94.8X (1.19816X3.2O1485o.5)i.72=351.9298 Pa/m4.2高压塔塔经、泛点气速、空塔气速、填料高度及压降计算由第二章模拟出的说明书可以得到数据表4.3塔顶蒸汽量G2塔中蒸汽量G19塔中蒸汽量G20塔底蒸汽量G354608Kg/HR4647Kg/HR6018Kg/HR6617Kg/HR塔顶液体量L1塔中液体量L18塔中液体量L19塔底液体量L343595Kg/HR3634Kg/HR8771Kg/HR9370Kg/HR汽相密度pG2汽相密度pG19汽相密度pG20汽相密度pG3512.48289Kg/m313.10694Kg/m313.18546Kg/m314.20185Kg/m3液相密度p li液想密度pL18液相密度pL19液相密度pL34742.902Kg/m3721.183Kg/m3719.252Kg/m3700.900Kg/m3汽相粘度uG2汽相粘度uG19汽相粘度uG20汽相粘度uG351.0520E—05Pa ・ s1.0597E-05Pa ・ s1.0586E-05Pa ・ s 1.0420E-05Pa • s液相粘度U [I液想粘度uL18液相粘度uL19液相粘度uL341.8048E—04Pa ・ s1.4527E-04Pa ・ s1.4544E-04Pa ・ s 1.2614E-04Pa ・ s根据表4.3求平均数可得下表表4.4高压塔精馏段提馏段液体量L Kg/HR3614.59250.5液相密度p Kg/m3732.0425710.076液相粘度u Pa • s1.62875 E-041.3579 E-04蒸汽量G Kg/HR4627.56317.5汽相密度p Kg/m312.79491513.6936554.2.1塔经的计算式中：L——塔内液相流率，Kg/h；G——塔内气相流率，Kg/h；塔内气相密度，Kg/m3； 塔内液体密度，Kg/m3。

由表4-4数据代入公式得对于精馏段：FP 品=36171 V'S = 0-10326查《现代填料塔应用指南》第四章图4-8:得：250Y型C =0.0.0653max设计值取 Cs=0.8C =0.0.0522max计算塔截面积” G “3600C [p (p - p )1-5s G L GA _ 4627-5t _ 3600 x 0.052212.794915 x &32.0425 -12.794915)1-5=0.2565m2塔内径 D 二」4伫 _ ：4x0-2565 _ 0.572mt \i 兀 \ 3.14取 D =600mmT对于提馏段：_ 0.2033” L9250.5 113.693655FP _ g _G* p 6317.5 710.076L L查〈现代填料塔应用指南〉第四章图4-8:得：250Y型C =0.0586max设计值取 Cs=0.8C =0.0469max计算塔截面积G3600C t (p -p 弘s G L GA 631〔：5T _ 3600 x 0.0469[l3.693655 x G10.076 -13.693655)1.5=。