年產(chǎn)100萬噸乙烷熱裂解制乙烯乙烯精餾工序初步設計畢業(yè)設計

1、<p>　　XXXX本科畢業(yè)設計（論文）選題審批表</p><p>　　屆：2014 學院（系）：化學化工學院 專業(yè)：化學工程與工藝 2013 年 11月 11 日</p><p>　　注：（1）“選題理由”由擬題人填寫。</p><p>　?。?）本表一式二份，一份院系留存，一份發(fā)給學生，最后裝訂在畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）中

2、。</p><p>　　XXXX大學教務處制表</p><p><b>　　XXXX大學</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　題目：年產(chǎn)100萬噸乙烷熱裂解制乙烯乙烯精餾工序初步設計</p><p>　　學生姓名 屆

3、 2014</p><p>　　學院 化學化工學院專業(yè)化學工程與工藝</p><p><b>　　指導教師 </b></p><p>　　下達任務日期 2013年11月10日 </p><p>　　XXXXX大學教務處制</p><p>　　一、畢業(yè)設計

4、內(nèi)容及要求</p><p>　　乙烯是世界石油化工工業(yè)最重要的基礎原料之一，約75%的石油化工產(chǎn)品由乙烯生產(chǎn)，一個國家乙烯工業(yè)的水平標志了這個國家石化工業(yè)的實力。在順序分離流程中，最后一步分離過程為乙烯精餾過程，其目的是將脫乙烷系統(tǒng)中分離出的混合碳二餾分分開，得到合格的乙烯產(chǎn)品，并在塔釜得到乙烷產(chǎn)品。</p><p>　　在本設計項目的分離流程中，以脫乙烷塔塔頂產(chǎn)品作為乙烯精餾塔進料，進料

5、以碳二餾分乙烷和乙烯為主，乙烷和乙烯含量約占99.9%（mol）以上，另含甲烷等輕組分0.0063%左右，丙烯等重組分在0.093%（mol）左右。因此，乙烯精餾塔可以近似看作乙烯-乙烷二元精餾系統(tǒng)。</p><p>　　畢業(yè)設計是理論學習的一次復習、綜合、鞏固和提高，在畢業(yè)設計中要結(jié)合以往學習的專業(yè)基礎課、專業(yè)課和專業(yè)選修課的相關內(nèi)容進行設計。本設計運用ASPEN PLUS ONE 7.2模擬軟件對乙烯精餾過程

6、進行模擬計算，乙烯精餾工序設計的內(nèi)容主要包括：</p><p>　　根據(jù)設計依據(jù)，詳細查閱資料，掌握國內(nèi)外乙烯精餾技術狀況，在充分論證的基礎上，確定乙烯精餾工藝路線和流程；</p><p>　　乙烯精餾工序工藝計算，包括①生產(chǎn)流程的物料能量衡算，②乙烯精餾塔的工藝條件和外形尺寸計算；</p><p>　　進行乙烯精餾工段車間的平、立面設計，包括車間廠房、設備平臺的空

7、間方位；</p><p>　　繪制設計圖紙，包括①PFD、PID圖 1張，②能表達分樓層設備布置的車間平面布置圖(1號圖1～2張)，③車間立面布置圖(1號圖1～2張)，④主要設備工藝條件圖 </p><p>　　說明在生產(chǎn)過程中的安全控制體系和控制方法及＂三廢＂處理；</p><p>　　使用HAZOP分析方法進行危險性分析</p><p>

8、<b>　　對本設計評述和結(jié)論</b></p><p><b>　　設計依據(jù):</b></p><p>　　1.本設計中產(chǎn)品質(zhì)量標準遵照GB/T 7715-2003執(zhí)行，具體指標列于下表。</p><p>　　乙烯 GB/T 7715-2003</p><p>　　注：*該項目按用戶要求，需要時測定

9、</p><p>　　2.每年生產(chǎn)時間為8000小時。</p><p>　　3.年產(chǎn)乙烯43萬噸</p><p>　　4.由于實際生產(chǎn)中受條件影響存在一定的波動，要求設計具有良好的彈性以應對不可避免的變化，所以本設計的參數(shù)條件應比理論值更寬泛一些。</p><p>　　5.本設計中，采用Aspen軟件進行流程模擬，表格和部分流股計算采用Mic

10、rosoft Excel。</p><p>　　二、畢業(yè)論文進度計劃及檢查情況記錄表</p><p>　　注：（1）表中“實際完成內(nèi)容”、“檢查人簽名”欄目要求用筆填寫，其余各項均要求打印。</p><p>　　（2）畢業(yè)設計（論文）任務書一式二份，一份學院系留存，一份發(fā)給學生，任務完成后裝訂</p><p>　　畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）內(nèi)

11、。</p><p>　　XXXXX大學本科畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p>　　屆：2014 學院（系）：化學化工學院 專業(yè)：化學工程與工藝 2014 年2 月 24 日</p><p>　　天津理工大學教務處制表</p><p>　　XXXXX學教務處制表</p><p>　　年產(chǎn) 100 萬噸

12、乙烷熱裂解制乙烯</p><p>　　乙烯精餾工序初步設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　乙烯是世界石油化工工業(yè)最重要的基礎原料之一，約75%的石油化工產(chǎn)品 由乙烯生產(chǎn)，一個國家乙烯工業(yè)的水平標志了這個國家石化工業(yè)的實力。 </p><p>　　本設計為乙烷熱裂解制乙烯流程中裂解氣順序分離

13、流程中的最后一步乙烯 精餾過程，以脫乙烷塔塔頂產(chǎn)品作為乙烯精餾塔進料，進料以碳二餾分乙烷和 乙烯為主，由側(cè)線采出合格的乙烯產(chǎn)品，并在塔釜得到乙烷產(chǎn)品。 </p><p>　　本次設計的主要內(nèi)容是根據(jù)設計依據(jù)詳細查閱資料，掌握工藝流程; 采用溢 流式篩板塔，然后通過 Aspen Plus 軟件進行模擬完成塔的初步設計，畫出 PDF 圖，塔板布置圖，車間布置圖以及工藝流程圖;然后進行塔及儲罐的校核;再進行 HAZOP

14、 危險性分析，完成乙烯精餾工序的初步設計。</p><p>　　關鍵詞：乙烷； 乙烯； 乙烯精餾； 溢流式篩板塔； 側(cè)線</p><p>　　The Primary Design of Ethylene Fractionator in Annual Output of 1000000 Tons of Ethylene from Ethane Heat Cracking</p&

15、gt;<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Ethylene is one of the most important basic materials in the petroleum and chemical industry of the word. About 75% of the petrochemical products are outp

16、utted by ethylene. What the industry of ethylene respect the level of the petrochemical industry in the country. </p><p>　　The design which is ethylene distillation is the final circuit of sequential separat

17、ion of cracking gas. The separation is one step of the circuit that ethylene is produced by cracking of ethane. Using overflow sieve-plate tower, I feed the tower the product which is from the top of the ethane distillat

18、ion tower. Most of the feed is ethylene and ethane. So we can take ethylene distillation as ethylene-ethane distillation. From the lateral line, we can get qualified ethylene product. The ethane p</p><p>　　T

19、he first step of the design is that look over a lot of data to master the circuit of ethylene distillation. After that, the second step is that we can imitate the tower by Aspen Plus. The size of the tower and can be cal

20、culated. So do trays and tubes. Than, the main work is draw the PDF, the arrangement diagram of the tray, he arrangement diagram of the plant and the process flow diagram. The third step is that we must check the tower a

21、nd some storage tanks. The last step of the design is that </p><p>　　Key words: Ethane; Ethylene; Ethylene distillation; Overflow sieve-plate tower; Lateral line</p><p><b>　　第一章 文獻綜述</

22、b></p><p><b>　　乙烯精餾介紹</b></p><p>　　1.1.1乙烯在石油化工工業(yè)的作用和地位</p><p>　　石油化工業(yè)中大多數(shù)中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品均以烯烴和芳烴為基礎原料，在烯烴生產(chǎn)中，乙烯工業(yè)是石油化工的龍頭工業(yè)，其生產(chǎn)能力也是一個衡量國家工業(yè)生產(chǎn)能力的標準。乙烯生產(chǎn)的規(guī)模、成本、生產(chǎn)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量對整個石油

23、化工聯(lián)合企業(yè)起到支配作用，因此,乙烯裝置成為關系全局的核心生產(chǎn)裝置。</p><p>　　1.1.2 乙烯的性質(zhì)及用途</p><p><b>　?、盼锢硇再|(zhì)：</b></p><p>　　通常情況下，乙烯是一種無色稍有氣味的氣體，密度為1.25g/L，比空氣的密度略小。其外觀與性狀：無色氣體，略具烴類特有的臭味。少量乙烯具有淡淡的甜味，不溶于

24、水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚，溶于四氯化碳的有機溶劑。</p><p><b>　?、苹瘜W性質(zhì)：</b></p><p>　　乙烯是現(xiàn)代石油化學工業(yè)最為重要的基礎原料之一。由于它有活躍的雙鍵結(jié)構，因此反應能力很強，通過乙烯的聚合、氧化、鹵化、烷基化、水合、羰基化、齊聚反應的實現(xiàn)，可以得到一系列極有價值的乙烯衍生物。乙烯裝置主要裂解產(chǎn)品及副產(chǎn)品的用途見圖1.1。<

25、;/p><p>　　圖1.1 乙烯系列產(chǎn)品</p><p>　　Fig. 1.1 Ethyleneseries product</p><p>　　1.1.3乙烯市場分析</p><p>　　改革開放30年來，中國乙烯產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)能從1978年的僅49.5萬噸/年增加到2009年的1269.9萬噸/年。2009年是中國乙烯克服全球金融危機

26、，實現(xiàn)繼續(xù)發(fā)展的一年。這二年中國乙烯產(chǎn)能突破千萬噸大關，至年底時已經(jīng)恢復了危機前的水平，保證國內(nèi)供應。201010年中國乙烯工業(yè)繼續(xù)發(fā)展，產(chǎn)能繼續(xù)增加，全年新增乙烯產(chǎn)能257萬噸。今后三年，中國乙烯的發(fā)展將更加注重區(qū)域化和規(guī)?；?，更加注重節(jié)能增效，將加快重大項目建設，加快科技創(chuàng)新，進一步提高裝置的國產(chǎn)化程度和規(guī)模，使乙烯平均規(guī)模提高到60萬噸/年。截止至2009年底，我國乙烯產(chǎn)能為1268.9萬噸/年，裝置總規(guī)模比2008年增加273萬

27、噸/年，增長27.4%。</p><p>　　目前，我國共有21家乙烯生產(chǎn)企業(yè)，乙烯生產(chǎn)主要集中在中國石化和中國石油兩個集團，兩者合計產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能的91.2%。中國石化共擁有12家乙烯生產(chǎn)企業(yè)，共13套乙烯裝置，2009年乙烯生產(chǎn)能力8094萬噸/年，占全國總產(chǎn)能的63.7%，中國石油擁有6家乙烯生產(chǎn)企業(yè)，共7套乙烯裝置，2009年乙烯生產(chǎn)能力349.4萬噸/年，占全國總產(chǎn)能的27.5%。</p>

28、<p>　　長期以來，國內(nèi)乙烯的進口量非常?。ㄖ饕M口的是其下游產(chǎn)品），因此一般以乙烯當量消費量（當量消費量=產(chǎn)量+進口量—出口量+下游產(chǎn)品凈進口量折算量）來評價國內(nèi)乙烯的實際市場容量。據(jù)中國石油和化學工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2008年，我國乙烯產(chǎn)量為1025萬噸，乙烯當量進口量近1000萬噸，對外依存度接近50%，乙烯產(chǎn)量無法滿足下游市場的需求。2010年我國乙烯當量需求量約2484萬噸，產(chǎn)量約1784萬噸，供需缺口700萬噸。我

29、國乙烯的市場缺口較大。乙烯的市場前景廣闊。</p><p>　　1.1.4工藝流程方案的選擇</p><p>　　1.1.4.1制取乙烯的方法：</p><p>　　早在30年代就開始對石油烴（碳二以上飽和烷烴）高溫裂解生產(chǎn)烯烴（乙烯、丙烯）的技術進行了研究，并在40年代初建成了管式爐裂解生產(chǎn)烯烴的工業(yè)裝置。經(jīng)過50多年的發(fā)展，石油烷烴經(jīng)管式爐熱裂解生產(chǎn)乙烯的方法至

30、今仍在乙烯生產(chǎn)中占統(tǒng)治地位，其乙烯產(chǎn)量占世界乙烯產(chǎn)量的99%以上。</p><p>　　在石油化工發(fā)展的早期，由乙醇脫水制乙烯和焦爐氣深冷分離回收乙烯，均為乙烯工業(yè)生產(chǎn)的途徑之一。隨著挺累裂解制乙烯生產(chǎn)技術的發(fā)展以及生產(chǎn)規(guī)模的大型化，乙醇脫水制乙烯的和焦爐氣回收乙烯在乙烯工業(yè)中的地位已微乎其微。</p><p>　　隨著碳一化學發(fā)展，由合成氣制乙烯或以合成氣經(jīng)甲醇制乙烯的生產(chǎn)路線收到廣泛的

31、重視。近期，已甲烷耦合制乙烯在研究又去的很大進展。但是。在郵件相對穩(wěn)定的情況下，預計在詳單時期內(nèi)，碳一化學的乙烯生產(chǎn)路線，尚難于烴類裂解相競爭。下列為工業(yè)中制取乙烯的方法</p><p><b>　?、殴苁搅呀庵埔蚁?lt;/b></p><p>　　在原料通過裂解爐時，由外界通入大量的高溫溫過熱蒸汽和原料進行混合，進入到裂解爐中，原料由于高溫受熱，長鏈烯烴斷裂成小分子的烷

32、烴或烯烴，生成乙烯、丙烯等產(chǎn)品。</p><p><b>　　⑵甲醇制烯烴</b></p><p>　　隨著石油的短缺，原油價格不斷的上漲，以石油為原料的烯烴工業(yè)優(yōu)勢逐漸下跌，開發(fā)新的烯烴技術已成為各國發(fā)展的重點，而甲醇制烯烴是以甲醇為原料生產(chǎn)烯烴的新型技術，生產(chǎn)甲醇的原料有煤炭、石腦油、渣油、天然氣、油田氣和煤層氣等。我國的煤炭資源豐富，為甲醇制烯烴提供了充足的原料

33、。</p><p><b>　?、谴呋呀庵埔蚁?lt;/b></p><p>　　通過設計和開發(fā)新的裂解爐，滿足高溫、短停留時間、低烴分壓、高裂解選擇性來提高乙烯的收率，降低能耗，優(yōu)化控制。</p><p>　　⑷生物乙醇制乙烯技術</p><p>　　生物乙烯以大宗可再生生物質(zhì)為原料，通過為生物發(fā)酵得到乙醇，進而在催化劑作

34、用下脫水生成乙烯。發(fā)酵乙醇可由取之不盡的生物質(zhì)資源獲得，低濃度的乙醇更廉價易得，利用低濃度乙醇脫水制備生物乙烯具有很大的經(jīng)濟價值和戰(zhàn)略意義。</p><p><b>　?、杉淄橹迫∠N</b></p><p>　　甲烷通過甲烷-氯氣高溫反應、氯催化氧化法、熱擴散反應管法、催化氧化偶和制得乙烯，與傳統(tǒng)工業(yè)相比，由于其開辟了新的、提供廉價原料的乙烯生產(chǎn)路線，可以大幅度降低

35、乙烯生產(chǎn)成本從而獲得巨大的經(jīng)濟效益。</p><p><b>　?、势渌呀饧夹g</b></p><p>　　其他裂解方法，以原油等重質(zhì)油為原料進行裂解的技術占有重要地位，為避免依賴于煉油廠和氣體加工廠提供原料。一些公司開發(fā)出直接裂解原油的工藝</p><p>　　1.1.4.2制取乙烯的工藝流程</p><p>　　目

36、前世界上乙烯裝置的工藝：魯姆斯（Lummus）公司乙烯技術、Stone Webster 公司乙烯技術和林德（Linde）公司乙烯技術。各公司的工藝各有特點，但總的來說，不同公司有不同的裂解技術，分離工藝流程主要差別在于精餾分離烴類的順序和脫炔烴的安排，分離工藝有5種:順序分離流程、前脫乙烷前加氫流程、前脫丙烷前加氫流程、前脫乙烷后加氫流程、前脫丙烷后加氫流程。前3種流程應用最多，其中順序分離功耗最小，前加氫前脫乙烷流程次之，前加氫前脫丙

37、烷流程功耗較大，因此，國內(nèi)大部分乙烯裝置都采用順序流程</p><p>　　(1)順序分離技術如圖1.2</p><p>　　典型的生產(chǎn)工藝為ABBLummus公司的順序分離低壓脫甲烷技術。裂解氣首先進入急冷系統(tǒng)進行快速降溫，同時分離出重組分燃料油和粗裂解汽油。然后經(jīng)過裂解氣壓縮機將裂解氣壓力提高到約3.6 MPa，干燥脫水后進人深冷系統(tǒng)，經(jīng)過冷箱和脫甲烷塔分離出氫氣和甲烷。脫甲烷塔釜物料

38、含有C2及以上組分，依次進入脫乙烷塔、脫丙烷塔、脫丁烷塔，從塔頂分出C2、C3和C4組分。脫乙烷塔和脫丙烷塔頂?shù)腃2和C3分別經(jīng)C2和C3加氫脫炔后進入乙烯塔和丙烯塔，精餾后得到乙烯和丙烯產(chǎn)品。C2加氫系統(tǒng)位于冷箱前及脫甲烷下游，為后加氫。乙烯精餾塔須設置巴氏精餾段，并需設置綠油洗滌系統(tǒng)，這些使設備投資和能耗增多。另外，由于C2加氫系統(tǒng)則需要冷箱分離出的氫氣物料，所以在不能從外部引入氫氣的情況下，生產(chǎn)出合格乙烯產(chǎn)品所需要的時間長。由于順

39、序分離技術中的循環(huán)物料稍多，故不利于系統(tǒng)節(jié)能。</p><p>　　圖1.2典型的順序流程深冷分離裝置</p><p>　　Fig.1.2The order of the typical process cryogenic separation device</p><p>　　(2)前脫丙烷前加氫技術如圖1.3</p><p>　　典型工藝

40、為Stone＆Webster公司的前脫丙烷前加氫技術。該技術是在進行脫甲烷之前先將C3及輕組分與C4及重組分進行分離，并將分離出的C3及輕組分進行C2加氫反應，然后送入到深冷系統(tǒng)。前加氫技術聚有很多優(yōu)勢：(a)前加氫產(chǎn)生的綠油量甚微，無需進行綠油洗滌系統(tǒng)；(b)由于C2加氫位于脫甲烷塔上游，從脫乙烷塔釜進人乙烯塔的C2餾分中不含氫氣和甲烷輕組分，乙烯塔可采用開式熱泵技術以降低能耗；(c)由于C2加氫進料中富含氫氣，因而不需要冷箱分離出的

41、氫氣，所以，在裝置開車時，能很快生產(chǎn)出合格的乙烯產(chǎn)品，能縮短開車時間；(d)由于在進行C2加氫時也對50%以上的MAPD加氫，可以減少下游的C3加氫系統(tǒng)負荷；(e)乙烯塔中不需要巴氏精餾段，也沒有不凝氣返回。前脫丙烷前加氫技術中只有丙烯塔頂不凝氣循環(huán)。</p><p>　　圖1.3典型的前脫丙烷深冷分離裝置</p><p>　　Fig.1.3 Typical before depropan

42、ization cryogenic separation device</p><p>　　(3)前脫乙烷前加氫技術如圖1.4</p><p>　　典型工藝為Linde公司的前脫乙烷前加氫技術。從裂解爐來的裂解氣經(jīng)急冷、壓縮后預冷，首先進入脫乙烷塔系統(tǒng)，把比C2輕的組分和比C3重的組分分開。C2及輕組分先進行C2加氫，然后進入冷箱和脫甲烷系統(tǒng)。脫甲烷塔釜液只含C2，直接進入乙烯塔。脫乙烷塔

43、塔釜物料進入脫丙烷塔，脫丙烷塔頂?shù)腃3進行C3加氫后進入丙烯塔。該技術也采用前C2加氫， 所以具有與前脫丙烷前加氫類似的優(yōu)點。</p><p>　　圖1.4 典型的前脫乙烷深冷分離裝置</p><p>　　Fig.1.4 Before the typical ethane cryogenic separation device</p><p>　　通過對以上幾種

44、工藝的介紹，比較每種工藝的優(yōu)點與缺點，根據(jù)國家的資源及需求選取符合我國國情的最優(yōu)的工藝方法。</p><p>　　1.1.5 乙烯精餾塔的節(jié)能措施</p><p>　　乙烯精餾塔是乙烯生產(chǎn)過程重要的生產(chǎn)單元之一，其操作狀況直接關系到乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量和收率。在乙烯精餾塔中，進料組分有20多種，其傳熱與傳質(zhì)過程較為復雜，并且要求得到的產(chǎn)品純度不能低于99.95%，所以，對乙烯精餾塔而言，研究其節(jié)

45、能工藝對整個工藝的能耗具有重要意義。</p><p><b>　　采用熱泵精餾技術</b></p><p>　　常規(guī)精餾塔需從塔頂冷凝器取出熱量,從塔釜再沸器加入熱量,其消耗的能量為精餾塔的主要操作費用。熱泵利用機械能或電能將低溫位熱能提高到高溫位熱能,在精餾中將塔頂氣相加壓冷凝后作為塔底再沸器的熱源,特別是在乙烯裝置乙烯精餾中運用熱泵,將乙烯冷劑的循環(huán)和乙烯精餾結(jié)合

46、為一體,利用乙烯冰機將開式熱泵用在乙烯精餾中,可節(jié)約能耗,降低生產(chǎn)成本。</p><p><b>　　采用中間再沸器</b></p><p>　　利用多股進料作用原理，在乙烯精餾塔提餾段部分加一個再沸器，代替一部分由塔底再沸器加熱的熱量，回收較大的能量，從而提高了塔的熱力學效率，同時降低了塔的能量的消耗。</p><p><b>　　

47、采用側(cè)線采出</b></p><p>　　乙烯精餾塔中組分多達20余種，采用側(cè)線出料的方法，可以減少設備的投資和縮短流程。</p><p><b>　　回流比最優(yōu)化</b></p><p>　　蒸餾過程所需熱能一般與回流比有關，最小熱能取決于最小回流比[2]。在實際運行中，應達到分離度的前提下才能確定最佳回流比。</p>

48、<p>　　1.2塔設備的結(jié)構的選擇</p><p>　　1.2.1塔設備的選型</p><p>　　在化工、石油化工及煉油中，由于煉油工藝和化工生產(chǎn)工藝過程的不同，以及操作條件的不同，塔設備內(nèi)部結(jié)構形式和材料也不同。塔設備的工藝性能，對整個裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及“三廢”處理和環(huán)境保護等各個方面，都用重大的影響。</p><p>

49、;　　在石油煉廠和化工生產(chǎn)裝置中，塔設備的投資費用占整個工藝設備費用的25.93%。塔設備所耗用的鋼材料重量在各類工藝設備中所占的比例也較多，例如在年產(chǎn)250萬噸常壓減壓煉油裝置中耗用的鋼材重量占62.4%，在年產(chǎn)60-120萬噸催化裂化裝置中占48.9%。因此，塔設備的設計和研究，對石油、化工等工業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。</p><p>　　1.2.2塔型的選擇</p><p>　　塔主

50、要有板式塔和填料塔兩種，它們都可以用作蒸餾和吸收等氣液傳質(zhì)過程，但兩者各有優(yōu)缺點，要根據(jù)具體情況選擇。</p><p>　　a．板式塔。塔內(nèi)裝有一定數(shù)量的塔盤，是氣液接觸和傳質(zhì)的基本構件；屬逐級（板）接觸的氣液傳質(zhì)設備；氣體自塔底向上以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層，使氣液相密切接觸而進行傳質(zhì)與傳熱；兩相的組分濃度呈階梯式變化。</p><p>　　b．填料塔。塔內(nèi)裝有一定高度的填料，是

51、氣液接觸和傳質(zhì)的基本構件；屬微分接觸型氣液傳質(zhì)設備；液體在填料表面呈膜狀自上而下流動；氣體呈連續(xù)相自下而上與液體作逆流流動，并進行氣液兩相的傳質(zhì)和傳熱；兩相的組分濃度或溫度沿塔高連續(xù)變化。</p><p>　　填料塔與板式塔之間的比較如表1.1</p><p>　　表1.1 填料塔與板式塔的比較</p><p>　　Table 1.1Sieve plate and

52、packing column comparison </p><p>　　1.2.3塔型選擇一般原則</p><p>　　選擇時應考慮的因素有：物料性質(zhì)、操作條件、塔設備性能及塔的制造、安裝、運轉(zhuǎn)、維修等。</p><p>　　（1）下列情況優(yōu)先選用填料塔：</p><p>　　a.在分離程度要求高的情況下，因某些新型填料具有很高的傳質(zhì)效率

53、，故可采用新型填料以降低塔的高度；</p><p>　　b.對于熱敏性物料的蒸餾分離，因新型填料的持液量較小，壓降小，故可優(yōu)先選擇真空操作下的填料塔；</p><p>　　c.具有腐蝕性的物料，可選用填料塔。因為填料塔可采用非金屬材料，如陶瓷、塑料等；</p><p>　　d.容易發(fā)泡的物料，宜選用填料塔。</p><p>　?。?）下列情況

54、優(yōu)先選用板式塔：</p><p>　　a.塔內(nèi)液體滯液量較大，操作負荷變化范圍較寬，對進料濃度變化要求不敏感，操作易于穩(wěn)定；</p><p><b>　　b.液相負荷較?。?lt;/b></p><p>　　c.含固體顆粒，容易結(jié)垢，有結(jié)晶的物料，因為板式塔可選用液流通道較大的塔板，堵塞的危險較??；</p><p>　　d.在

55、操作過程中伴隨有放熱或需要加熱的物料，需要在塔內(nèi)設置內(nèi)部換熱組件，如加熱盤管，需要多個進料口或多個側(cè)線出料口。這是因為一方面板式塔的結(jié)構上容易實現(xiàn)，此外，塔板上有較多的滯液以便與加熱或冷卻管進行有效地傳熱；</p><p>　　e.在較高壓力下操作的蒸餾塔仍多采用板式塔。</p><p>　　綜合考慮，本項目采用板式塔。</p><p>　　1.2.4塔盤的類型與選

56、擇</p><p>　?。?）板式塔塔板種類：</p><p>　　根據(jù)塔板上氣、液兩相的相對流動狀態(tài)，板式塔分為穿流式和溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不穩(wěn)定，很少使用。</p><p>　　（2）各種塔盤性能比較：</p><p>　　工業(yè)上需分離的物料及其操作條件多種多樣，為了適應各種不同的操作要求，迄今已開發(fā)和使用

57、的塔板類型繁多。這些塔板各有各的特點和使用體系，現(xiàn)將幾種主要塔板的性能比較列表1.2：</p><p>　　表1.2 幾種主要塔板的性能比較</p><p>　　Table 1.2Several main plate performance comparison</p><p>　　下表給出了幾種主要塔板性能的量化比較如表1.3</p><p&g

58、t;　　表1.3 幾種主要塔板性能的量化比較</p><p>　　Table 1.3Several kinds of main plate performance quantitative comparison</p><p>　　從以上各表可以看出：浮閥塔在蒸汽負荷、操作彈性、效率和價格等方面篩板塔較為優(yōu)越，結(jié)合本項目實際情況，初步選擇篩板塔。</p><p>&

59、lt;b>　　第二章 工藝計算</b></p><p><b>　　2.1 設計依據(jù)</b></p><p><b>　　2.1.1進料組成</b></p><p><b>　　進料組成如表2.1</b></p><p><b>　　表2.1 進料組

60、成</b></p><p>　　Table 2.1 Feed composition</p><p>　　2.1.2.分離純度指標及產(chǎn)品質(zhì)量控制</p><p>　　本設計中乙烯產(chǎn)品質(zhì)量標準遵照GB/T 7715-2003執(zhí)行，具體指標列于下表</p><p>　　表2.2 乙烯 GB/T 7715-2003</p>

61、<p>　　Table 2.2 Ethylene GB/T 7715-2003</p><p>　　注：*該項目按用戶要求，需要時測定</p><p>　　乙烯精餾塔的產(chǎn)品質(zhì)量控指標如表2.3</p><p>　　表2.3 產(chǎn)品控制指標</p><p>　　Table 2.3 Product control indicators&

62、lt;/p><p>　　2.1.3.操作參數(shù)</p><p>　　本次設計操作參數(shù)表2.4所示</p><p>　　表2.4 乙烯精餾塔主要操作參數(shù)</p><p>　　Table 2.1 The main operating parameters of the ethylene distillation column</p>&l

63、t;p>　　2.2精餾塔的模擬計算</p><p>　　化工流程模擬軟件Aspen Plus是為解決化工領域中的研究開發(fā)、設計、技術改造、過程優(yōu)化等而被開發(fā)的一種應用計算機模擬計算的軟件，從而簡化了人們計算的復雜性，大大縮短了設計的時間，從而提高設計效率。</p><p>　　本次設計采用Aspen One V7.2 對精餾塔的模擬計算，得出需要的計算結(jié)果。根據(jù)設計依據(jù)，選擇合適的塔

64、進行模擬過程，通過對精餾塔的每塊塔板組成的分析，結(jié)合相關文獻給出的相關參數(shù)，調(diào)節(jié)回流量、理論板數(shù)及進料位置，使模擬達到收斂，從而得到理論塔板數(shù)及相關的物性參數(shù)及條件，最終達到產(chǎn)品符合分離要求的目的。具體模擬過程如下：</p><p>　　1.打開Aspen Plu1s User Interface，定義計算的單位及報告需要顯示的結(jié)果的格式，選擇Columns中的RadFrac模塊，畫出精餾塔，選擇Material

65、 STREAM連接物流，得到流程模擬簡圖，如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 模擬過程1</p><p>　　Fig.2.1 Simulation process 1</p><p>　　2.輸入物料組分，選擇計算所需的物性方法為PR方程，如圖2.2所示</p><p>　　圖2.2 模擬過程2</p><p&

66、gt;　　Fig.2.2 Simulation process 2</p><p>　　3.根據(jù)表2.2輸入進料物流的操作參數(shù)，如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 模擬過程3</p><p>　　Fig.2.1 Simulation process 3</p><p>　　4.輸入理論板數(shù)，選擇塔頂冷凝器為部分冷凝器（不凝氣），塔

67、釜為釜式再沸器，根據(jù)表2.2輸入回流量及塔釜液體流量，如圖2.4所示。</p><p>　　圖2.4 模擬過程4</p><p>　　Fig.2.4 Simulation process 4</p><p>　　5.根據(jù)表2.2輸入塔頂壓強及單板壓降，如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.5 模擬過程5</p><p

68、>　　Fig.2.5 Simulation process 5</p><p>　　6.至此數(shù)據(jù)輸入完畢，運行，查看結(jié)果。</p><p>　　由于本次設計為乙烯精餾塔的計算，其中共有兩條側(cè)線采出，對分離的產(chǎn)品純度要求較高，造成模擬計算不易收斂，通過對進料組成、進料位置、回流量、側(cè)線采出的純度及進料位置的分析，得出產(chǎn)品的回流量和采出量對乙烯的純度有較大的影響，利用軟件中的設計規(guī)定及重

69、要參數(shù)的調(diào)節(jié)，滿足了本次設計的要求，得到相關的數(shù)據(jù)。則結(jié)果如圖2.7所示。</p><p>　　圖2.6 模擬過程6</p><p>　　Fig.2.6 Simulation process 6</p><p>　　模擬所得產(chǎn)品組成如表2.5</p><p>　　表2.5 模擬產(chǎn)品組成</p><p>　　Table

70、2.5 The composition of the product in the simulation</p><p>　　由表2.5可知，模擬產(chǎn)品組成符合產(chǎn)品質(zhì)量控制指標。</p><p>　　由Aspen Plus V7.2 模擬結(jié)果得到流體力學數(shù)據(jù)如表2.6</p><p>　　對軟件中所得的結(jié)果進行整理得到本次設計中所需要的流體力學參數(shù)如表2.6</

71、p><p>　　表2.6流體力學模擬結(jié)果表</p><p>　　Table2.6Fluid mechanics simulation results</p><p>　　2.3 塔板數(shù)及塔高的計算</p><p>　　2.3.1 塔板數(shù)的確定</p><p>　　圖2.7 流程模擬圖</p><p>

72、;　　Fig. 2.7 Process simulation</p><p>　　根據(jù)圖2.7流程模擬流程計算模擬結(jié)果可以得出精餾塔理論塔板數(shù)為100塊板（包括塔頂冷凝器為第1塊理論板，塔底再沸器為第100塊理論板），故精餾塔內(nèi)理論塔板數(shù)為98塊。</p><p>　　1代表進料，進料板為第62塊理論板；</p><p>　　2 代表塔頂出料，為通過塔頂部分冷凝器后

73、的不凝氣，主要成分是甲烷；</p><p>　　3 代表塔釜出料，主要成分是乙烷，丙烷等重組分；</p><p>　　4 代表側(cè)線產(chǎn)品采出，采出乙烯產(chǎn)品，采出的位置為第8塊理論板；</p><p>　　5 代表側(cè)線采出液體，采出的位置為第65塊理論板。</p><p>　　可以將乙烯精餾塔分為四段：</p><p>　

74、　塔頂?shù)絺?cè)線采出乙烯產(chǎn)品為第一段，其中理論塔板數(shù)為7塊；</p><p>　　側(cè)線采出乙烯產(chǎn)品到進料為第二段，其中理論塔板數(shù)為54塊；</p><p>　　進料到側(cè)線采出液體物料為第三段，其中理論塔板數(shù)為3塊；</p><p>　　側(cè)線采出液體物料到塔釜為第四段，其中理論塔板數(shù)為35塊。</p><p>　　實際塔板數(shù)可由下式計算得出<

75、/p><p>　　式中：—總板效率，根據(jù)化工流程模擬實訓--Aspen Plus教程(孫蘭義)查得，乙烯精餾塔總板效率一般為80%～90%，此處取0.85%</p><p><b>　??；</b></p><p>　　以第一段為例進行計算：??</p><p>　　同理計算可得：第二段實際塔板數(shù)為65塊；</p>

76、<p>　　第三段實際塔板數(shù)為4塊；</p><p>　　第四段實際塔板數(shù)為44塊。</p><p>　　則精餾塔中實際塔板數(shù)為122塊，側(cè)線采出乙烯產(chǎn)品為精餾塔中第9塊實際塔板，進料板為第62塊板，側(cè)線采出液體為第65塊板。</p><p>　　2.3.2塔高的計算</p><p>　　塔的有效高度是指安裝塔板部分的高度，可由

77、下式計算得出：</p><p>　　式中：為板式塔的有效高度，m；</p><p>　　為塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)；</p><p>　　為全塔效率，即總板效率；</p><p>　　為塔板間距m，板間距選取為0.6m。</p><p>　　取塔板間距為0.6m，足夠進料塔間距應取的值，故無需單獨設置進料板間距。由于第一層

78、塔板為塔頂冷凝器，最后一層塔板為塔底再沸器，故塔的有效高度可直接算出：</p><p>　　??核算塔高時需要考慮到人孔的設置。一般每隔6～8層塔板設置1個人孔，。由于板間距為0.6m，已符合設置人孔標準，故塔的有效高度不需要在另外核算。</p><p>　　全塔共設置16個人孔，第一個人孔設在第122塊板之上，第二個人孔設置在第115塊塔板之上，以此類推。第16個人孔設在第1塊板之上。&

79、lt;/p><p>　　塔的底部空間高度是指塔頂最末一層塔盤到塔底下封頭切線處的距離。一般需要保留有停留時間為3～5min的釜液，取=2m</p><p>　　塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭切線的距離（不包括接管高度）。為 了減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量，頂部空間一般?。?.5-2.0），</p><p>　　為計算方便，頂部空間取 1m 即可。<

80、/p><p>　　裙座可以起到支承塔體的作用，裙座的形式分為圓筒形和圓錐形兩種。裙座高度是指從塔底封頭切線到基礎環(huán)之間的高度。乙烯精餾塔中有再沸器，故裙座的高度被截為兩部分，核算中不再分段考慮。裙座還要開出一個人孔，人孔一般為510×（1000-1800）mm 的長圓形，以方便進出[5]。</p><p>　　由于考慮到精餾塔不需要承受很大的地震載荷，而且乙烯精餾塔并不很高，故選用圓

81、筒形裙座即可。人孔開為510×1700mm，另再考慮再沸器的出料管的因素，取裙座高度。</p><p>　　綜上，乙烯精餾塔塔高各因素均已核算完畢，故塔高</p><p><b>　　故塔高為77m。</b></p><p>　　2.4塔工藝條件與物性數(shù)據(jù)的計算</p><p><b>　　以第一段計

82、算為例</b></p><p><b>　　操作壓力Pm</b></p><p><b>　　溫度tm</b></p><p><b>　　平均分子量Mm</b></p><p><b>　　平均密度</b></p><p&

83、gt;<b>　　1.液相密度</b></p><p><b>　　2.氣相密度</b></p><p><b>　　液體表面張力</b></p><p><b>　　液體粘度</b></p><p>　　同理可以計算出第二段、第三段和第四段的物性數(shù)據(jù)，計

84、算結(jié)果如表2.5</p><p><b>　　表2.7 物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　Table 2.7 Property data</p><p><b>　　2.5氣液負荷計算</b></p><p>　　以第一段為例進行計算：</p><p>　　式中：—精餾塔

85、內(nèi)第一段氣相平均體積流量，m³/h；</p><p>　　—精餾塔內(nèi)第一段液相平均體積流量，m³/h；</p><p>　　—精餾塔內(nèi)第一段氣相平均體積流量，m³/s；</p><p>　　—精餾塔內(nèi)第一段液相平均體積流量，m³/s。</p><p>　　同理可以計算出第二段、第三段和第四段的平均體積流

86、量，計算結(jié)果見表2.18。</p><p>　　2.6 塔和塔的主要工藝尺寸計算</p><p>　　2.6.1塔徑的計算</p><p>　　利用Aspen ONE V7.2 Tray Sizing 模塊計算塔徑</p><p>　　1.在左側(cè)的樹狀欄中選擇Tray Sizing，然后創(chuàng)建一個新ID</p><p>

87、;　　圖2.8 模擬過程1</p><p>　　Fig. 2.8 Simulation process 1</p><p>　　2.輸入塔板的初始位置、結(jié)束位置（不包含冷凝器和再沸器）與塔盤類型</p><p><b>　　圖2.9模擬過程2</b></p><p>　　Fig.2.9 Simulation proces

88、s 2</p><p>　　3.點擊開始，進行模擬，查看結(jié)果</p><p>　　圖2.10 模擬過程3</p><p>　　Fig.2.10 Simulation process 3</p><p>　　由軟件計算得到模擬結(jié)果,塔徑為4.4919m,圓整為4.5m。</p><p>　　2.6.2溢流裝置計算<

89、/p><p><b>　　以第一段的計算為例</b></p><p>　　（1）出口堰（溢流堰）</p><p>　?、傺唛L：根據(jù)液體負荷及溢流形式而定，對單溢流，一般取為（0.6-0.8）D；對雙溢流，?。?.5-0.7）D ；其中D為塔徑。對于本次設計流量較大，故取雙溢流，所以：</p><p>　　=0.66D=0.6

90、6*4.5=2.79m</p><p>　　圖2.11 塔板液流形式</p><p>　　Fig.2.11 The form of the liquid on the tray</p><p>　?、谘吒撸翰捎闷街毖撸迳弦簩痈叨葹檠吒吲c堰上液層高度之和，即</p><p>　　式中：－板上液層高度，m；</p><p&g

91、t;　　－堰上液層高度，m；</p><p><b>　　E－液流收縮系數(shù)。</b></p><p>　　本次設計中取=0.15m</p><p><b>　　已知</b></p><p>　　查圖2.11 得E=1.006，從而求出：</p><p>　　=0.15-0.0

92、6926=0.0807</p><p>　　圖2.12 液流收縮系數(shù)計算圖</p><p>　　Fig.2.12 Liquid flow contraction coefficient calculation chart</p><p>　?。?）弓形降液管的寬度和截面積的計算</p><p>　　降液管的型式如圖2.13所示。</p&

93、gt;<p>　　圖2.13 降液管形式</p><p>　　Fig.2.13 Downcomer form</p><p><b>　　查圖2.14得</b></p><p>　　由下式驗算降液管內(nèi)液體的停留時間，即：</p><p>　　式中：弓形降液管寬度，m；</p><p&g

94、t;<b>　　塔的橫截面積，；</b></p><p>　　弓形降液管的截面積，；</p><p>　　圖2.14 弓形降液管的寬度及面積之間的關系</p><p>　　Fig.2.14 The width and area of the segmental downcomer</p><p>　?。?）降液管底隙高度

95、</p><p>　　為液體通過降液管底隙時的流速，m/s；一般可取=0.07～0.25m/s，故本次設計取m/s；由下式計算降液管底隙高度</p><p>　?。?）進口堰及受液盤：在較大的塔中，有時在液體進入塔板處設有進口堰，以保證降液管的液封，并使液體在塔板上分布均勻。而進口堰又要占用較多塔面，還易使沉淀物淤積，此處造成阻塞，故多數(shù)不采用進口堰。</p><p&g

96、t;　　對于Φ800mm 以上的大塔，也推薦使用凹形受液盤。一般多采用平行受液盤，有時為使液體進入塔板時平穩(wěn)并防止塔板液流進口處頭幾排篩孔因沖擊而漏液，為了便于液體側(cè)線抽出，所以采用平行受液盤。</p><p>　　同理進行第二段，第三段和第四段的計算，計算結(jié)果如表。</p><p>　　2.6.3 塔板布置</p><p>　　塔板結(jié)構參數(shù)如圖2.14所示：<

97、;/p><p>　　圖 2.15 塔板結(jié)構參數(shù)</p><p>　　Fig.2.15 Plate structural parameter</p><p>　　精餾段（即第一段和第二段）的塔板布置：</p><p>　?。?）溢流區(qū)：降液管及受液盤所占的區(qū)域。</p><p>　?。?）破沫區(qū)：鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域為破

98、沫區(qū)，也稱安定區(qū)。此區(qū)域內(nèi)不裝浮閥，在液體進入降液管之前，設置這段不鼓泡的安定區(qū)域，以免液體大量夾帶泡沫進入降液管。寬度可按下述范圍選取，即</p><p><b>　　當D當</b></p><p>　　直徑小于1m的塔，適當減小。</p><p>　　本次設計乙烯精餾塔直徑，取</p><p>　　（3）無效區(qū)：無效

99、區(qū)也稱邊緣區(qū)，因靠近塔壁的部分需壓迫留出一圈邊緣區(qū)域，以供支持塔板的邊緣之用。寬度視具體需要而定，小塔為30-50mm，大塔為50-75mm。本設計塔徑較大，取</p><p>　?。?）鼓泡區(qū)：在此區(qū)域內(nèi)塔板上氣、液接觸，故此區(qū)為氣、液傳質(zhì)的有效區(qū)域。</p><p>　　本設計采用雙溢流板，通過Auto CAD 2011畫得塔板布置圖得</p><p>　　篩孔

100、孔徑正三角形排列，篩板厚度孔心距t=3.75=15mm</p><p><b>　　開孔率</b></p><p>　　式中：篩板上篩孔的總面積，</p><p>　　篩板上篩孔的總面積，</p><p>　　鼓泡區(qū)域面積可按下式計算：</p><p>　　式中：n塔板布置圖中的篩孔數(shù)；</

101、p><p><b>　　t－孔心距，mm</b></p><p>　　每層塔板上的開孔面積為</p><p>　　提餾段（即第三段和第四段）的塔板布置：</p><p>　　（1）溢流區(qū)：降液管及受液盤所占的區(qū)域。</p><p>　?。?）破沫區(qū)：鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域為破沫區(qū)，也稱安定區(qū)。此區(qū)域

102、內(nèi)不裝浮閥，</p><p>　　在液體進入降液管之前，設置這段不鼓泡的安定區(qū)域，以免液體大量夾帶泡沫進入降液管。寬度可按下述范圍選取，即</p><p><b>　　當D當</b></p><p>　　直徑小于1m的塔，適當減小。</p><p>　　本次設計乙烯精餾塔直徑D=4.2m1.5m，取</p>

103、<p>　?。?）無效區(qū)：無效區(qū)也稱邊緣區(qū)，因靠近塔壁的部分需壓迫留出一圈邊緣區(qū)域，以供支持塔板的邊緣之用。寬度視具體需要而定，小塔為30-50mm，大塔為50-75mm。本設計塔徑較大，取</p><p>　?。?）鼓泡區(qū)：在此區(qū)域內(nèi)塔板上氣、液接觸，故此區(qū)為氣、液傳質(zhì)的有效區(qū)域。</p><p>　　本設計采用雙溢流板，通過Auto CAD 2011畫得塔板布置圖得<

104、/p><p>　　篩孔孔徑正三角形排列，篩板厚度孔心距t=3.75=15mm</p><p><b>　　開孔率</b></p><p>　　式中：篩板上篩孔的總面積，</p><p>　　篩板上篩孔的總面積，</p><p>　　鼓泡區(qū)域面積可按下式計算：</p><p>

105、　　式中：n塔板布置圖中的篩孔數(shù)；</p><p><b>　　t－孔心距，mm</b></p><p>　　每層塔板上的開孔面積為</p><p>　　氣體通過篩孔的氣速可有下式計算得出：</p><p>　　2.7 篩板的流體力學驗算</p><p>　　2.7.1氣體通過篩板壓降相當?shù)囊褐?/p>

106、度</p><p><b>　　以第一段的計算為例</b></p><p>　　為了檢驗以上初步設計的塔徑及各項工藝吃出的計算是否合理，塔板能否正常操作，進行如下塔板流體力學驗算</p><p><b>　　塔板壓降</b></p><p>　　氣體通過篩板他的壓降以相當?shù)囊褐叨缺硎緯r可由下式計算

107、，即</p><p>　　： －氣體通過每層塔板壓降相當?shù)囊褐叨?，m；</p><p>　?。瓪怏w通過篩板的干板壓降相當?shù)囊褐叨?，m；</p><p>　?。瓪怏w通過板上液層的壓降相當?shù)囊褐叨?，m； </p><p>　　克服液體表面張力的壓降相當?shù)囊褐叨?，m。</p><p><b>　　干板阻力&

108、lt;/b></p><p>　　式中：－篩孔氣速，m/s；</p><p>　?。髁肯禂?shù)，通過圖2.15查得。</p><p>　　圖2.16 干篩孔的流量系數(shù)</p><p>　　Fig.2.16 Dry sieve flow coefficient</p><p><b>　　所以：</b

109、></p><p><b>　　氣體通過液層的阻力</b></p><p>　　式中：為充氣系數(shù)，反映板上液層充氣程度，有下圖查得</p><p>　　圖2.17充氣系數(shù)與氣相動能因數(shù)關聯(lián)圖</p><p>　　Fig.2.16 7Coefficient of charge and gas kinetic ener

110、gy factor correlation graph</p><p>　　圖中2.17中為氣相動能因數(shù)。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中：－按有效流通面積計算氣速，m/s，對雙溢流塔板依據(jù)下式計算，即</p><p>　　式中：，－分別為全塔，降液管的截面積，。</p>

111、<p><b>　　=0.8761</b></p><p>　　查 圖2.17得 =0.68</p><p>　　0.15=0.102m</p><p><b>　　液體表面張力的阻力</b></p><p>　　式中：液體表面張力，N/m。</p><p><

112、;b>　　故</b></p><p>　　則單板壓降由下式計算得：</p><p><b>　?。ㄔO計允許值）</b></p><p>　　2.7.2霧沫夾帶量計的驗算</p><p>　　霧沫夾帶會造成液相在塔板間的返混，嚴重的霧沫夾帶會使塔板效率急劇下降，保證塔板效率的基本穩(wěn)定，通常將霧沫夾帶量控制

113、在一定范圍內(nèi)面設計中規(guī)定霧沫夾帶量kg液體/kg氣體。</p><p>　　故在設計負荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。</p><p>　　2.7.3漏液的驗算</p><p>　　在正常操作條件下，有溢流的塔板上大的液體是通過降液管逐板流動，只有少量液體可能從塔板的開孔中漏下。造成漏夜的主要原因是氣速太小和板面上存在液面差。塔板漏夜會降低塔板的效率，為保證塔的正常操作，

114、漏夜量應不大于液體流量的10%</p><p><b>　　篩板的穩(wěn)定系數(shù)</b></p><p>　　故在設計負荷下不會產(chǎn)生過量的漏夜</p><p><b>　　2.7.4液泛驗算</b></p><p>　　為了防止降液管液泛的發(fā)生，應使降液管中清液層高度</p><p&g

115、t;　　式中：為系數(shù)，是考慮到降液管內(nèi)充氣及操作安全兩種因素的校正系數(shù)，對于一般物系取0.5，易起泡物系取0.3～0.5，對不易發(fā)泡的物系取06～0.7，本次設計取</p><p>　　是用來客服相鄰兩層塔板間的壓強降，板上液層阻力和液體流過降液管的阻力，由下式計算得出</p><p><b>　　可見</b></p><p><b>

116、;　　故不會產(chǎn)生液泛。</b></p><p>　　同理對第二段進行計算，計算結(jié)果如下：</p><p><b>　?。ㄔO計允許值）</b></p><p><b>　　可見</b></p><p><b>　　故不會產(chǎn)生液泛。</b></p><

117、;p>　　同理對第三段進行計算，計算結(jié)果如下：</p><p><b>　?。ㄔO計允許值）</b></p><p>　　可見，符合防止淹塔的要求</p><p>　　同理對第四段進行計算，計算結(jié)果如下：</p><p><b>　?。ㄔO計允許值）</b></p><p>

118、;　　可見，符合防止淹塔的要求</p><p>　　2.8塔板負荷性能圖</p><p>　　2.8.1 霧沫夾帶線</p><p>　　影響板式塔操作狀況和分離效果主要因素為物料性質(zhì)、塔板結(jié)構及氣、液負荷。對一定的塔板結(jié)構，處理指定物系的物系時，其操作狀況只隨氣、液負荷改變。要維持塔板正常操作，必須將塔內(nèi)的氣、液負荷限制在一定范圍內(nèi)波動。通常在直角坐標系中，以氣相