《第四章塔径泛点气速空塔气速填料高度压降等计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章塔径泛点气速空塔气速填料高度压降等计算（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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G2塔中蒸汽量G14塔中蒸汽量G15塔底蒸汽量G274368Kg/HR4383Kg/HR4445Kg/HR4886Kg/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G2汽相密度G14汽相密度G15汽相密度G272.874369Kg/m33.03973Kg/m33.06215Kg/m33.34082Kg/m3液相密度L1液想密度L13液相密度L14液
2、相密度L26816.676Kg/m3796.028Kg/m3793.248Kg/m3777.496Kg/m3汽相粘度G2汽相粘度G14汽相粘度G15汽相粘度G278.9907E-06Pas9.1563E-06Pas9.1528E-06Pas9.0660E-06Pas液相粘度L1液想粘度L13液相粘度L14液相粘度L263.1054E-04Pas2.6658E-04Pas2.6165E-04Pas2.2445E-04Pas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 Kg/m3806.352785.372液相粘度 Pas2.8856
3、 E-042.4305 E-04蒸汽量G Kg/HR4375.54665.5汽相密度 Kg/m32.957045 3.2014854.1.1 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； G塔内气相密度，Kg/m3； L塔内液体密度，Kg/m3。由表4-2数据代入公式得：对于精馏段：查现代填料塔应用指南第四章图4-8:得：250Y型Cmax=0.075；设计值取Cs=0.8Cmax=0.0.06。计算塔截面积：=0.4156m2塔内径 取DT=800mm对于提馏段：查第四章图4-8:得：250Y型Cmax=0.0648；设计值取Cs=0.8Cmax=0.05184。计
4、算塔截面积：=0.4996m2塔内径 取DT=800mm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（nt）精=13，精馏段填料层高度Z精=(13-1)/1.5=8m；提馏段塔板数（nt）提=27-13=14，提馏段填料层高度Z提=(14-1)/1.5=8.67m=9m；填料层总高度Z=89=17m。4.1.3 液体负荷及持液量的计算低压塔塔径D=800mm，则式中： l液体负荷，m3/(m2 s) L液相的质量流量，Kg/h； L液体的密度，Kg/m3; D塔的内径，m; AT塔的截
5、面积，m2。由表4-2数据代入公式得精馏段的液体负荷：查现代填料塔技术指南图4-17得持液量h=2.4910-2 (m3/m3)提馏段的液体负荷：查现代填料塔技术指南图4-17得持液量h=4.9210-2 (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：式中：uGf泛点空塔气速，m/s； g重力加速度，9.81m/s2； a/2干填料因子，m-1； L液相粘度，mPas； L、G液相、气相的质量流量，Kg/h； G、L液体、气体的密度，Kg/m3。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：
6、G=2.957045Kg/m3 L=806.352Kg/m3 G=4375.5Kg/h L=3147.5Kg/h L=2.8856mPas代入方程，得到 uGf=2.0207m/s提馏段：G=3.201485Kg/m3 L=785.372Kg/m3 G=4665.5Kg/h L=8004Kg/h L=2.4305mPas代入方程，得到 uGf=1.4977m/s4.1.5 空塔气速计算 精馏段uG=0.8uGf=0.82.0207=1.61656m/s提馏段uG=0.8uGf=0.81.4977=1.19816m/s4.1.6 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
7、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=94.8（uGG0.5）1.72式中： P每米填料压降，Pa/m； uG空塔气速，m/s； G气体密度，Kg/m3；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 P=94.8(1.616562.9507450.5)1.72=550.2045 Pa/m提馏段 P=94.8(1.198163.2014850.5)1.72=351.9298 Pa/m 4.2 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
8、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G2汽相密度G19汽相密度G20汽相密度G3512.48289Kg/m313.10694Kg/m313.18546Kg/m314.20185Kg/m3液相密度L1液想密度L18液相密度L19液相密度L34742.902Kg/m3721.183Kg/m3719.252Kg/m3700.900Kg/m3汽相粘度G2汽相粘度G19汽相粘度G20汽相粘度G351.0520E-05Pa
9、s1.0597E-05Pas1.0586E-05Pas1.0420E-05Pas液相粘度L1液想粘度L18液相粘度L19液相粘度L341.8048E-04Pas1.4527E-04Pas1.4544E-04Pas1.2614E-04Pas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 Kg/m3732.0425710.076液相粘度 Pas1.62875 E-041.3579 E-04蒸汽量G Kg/HR4627.56317.5汽相密度 Kg/m312.79491513.6936554.2.1 塔经的计算式中：L塔内液相流率，Kg/h
10、； G塔内气相流率，Kg/h； G塔内气相密度，Kg/m3； L塔内液体密度，Kg/m3。由表4-4数据代入公式得对于精馏段：查现代填料塔应用指南第四章图4-8:得：250Y型Cmax=0.0.0653设计值取Cs=0.8Cmax=0.0.0522计算塔截面积=0.2565m2塔内径 取DT=600mm对于提馏段： 查第四章图4-8:得：250Y型Cmax=0.0586设计值取Cs=0.8Cmax=0.0469计算塔截面积=0.3834m2塔内径 取DT=700mm所以塔内径为700mm（取精馏段和提馏段内径的大值）4.2.2 填料层高度计算精馏段塔板数（nt）精=18，精馏段填料层高度Z精=
11、(18-1)/1.5=11.33m=12m提馏段塔板数（nt）提=35-18=17，提馏段填料层高度Z提=(17-1)/1.5=10.67m=11m(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)填料层总高度Z=1211=23m。4.2.3 液体负荷及持液量的计算高压塔塔径D=700mm，则式中： l液体负荷，m3/(m2 s) L液相的质量流量，Kg/h； L液体的密度，Kg/m3; D塔的内径，m; AT塔的截面积，m2。由表4-4数据代入公式得精馏段的液体负荷：查现代填料塔技术指南图4-17得持液量h=3.6810-2 (m3/m3)提馏段的液体负荷：查现代填料塔技术指南
12、图4-17得持液量h=7.1110-2 (m3/m3)4.2.4 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：式中：uGf泛点空塔气速，m/s； g重力加速度，9.81m/s2； a/2干填料因子，m-1； L液相粘度，mPas； L、G液相、气相的质量流量，Kg/h； G、L液体、气体的密度，Kg/m3。金属孔波纹填料250Y的常用A值为0.291；a=250；=0.97；由表4-4数据代入公式得精馏段：G=12.794915Kg/m3 L=732.0425Kg/m3 G=4627.5Kg/h L=3614.5Kg/h L=0.162875mPas代入方程，得到 uGf=0.7657m/s提馏段：G=13.693655Kg/m3 L=710.076Kg/m3 G=9250.5Kg/h L=6317.5Kg/h L=0.13579mPas代入方程，得到 uGf=0.6012m/s4.2.5 空塔气速计算 精馏段uG=0.8uGf=0.80.7657=0.61256m/s提馏段uG=0.8uGf=0.80.6012=0.48096m/s4.2.6 压强降计算
