分离乙醇—水板式精馏塔设计
故在本设计中无明显漏液。
5.5操作负荷性能图
1.漏液线
（1）精馏段：
4（2） 提馏段：
Vs,min?'Vs,min??d0nu0m??4 ?0.0052?2507?7.64?0.376m3/s （5-19）
?44由公式（5-19）和公式（5-20）可以分别做出精馏段与提馏段的与流体流量无关的水平漏液线。 2.液沫夹带线
d0nu0m?'? ?0.0052?2507?8.85?0.436m3/s （5-20）
以eV?0.1kg液/kg气为限，求Vs-Ls关系如下：
eV?ua?5.7?10?6?L?ua??H?hf?T????3.2
VsVsVs ??AT?Af0.785?0.120.665（1） 精馏段：
hf=2.5hL=(hw+how) hw=0.0422m，
how2.84?10002?Lh?2.84?3600Ls?E??l???1000?1??0.7??0.846Ls3 ???w?2323则hf?2.5?(0.0422?0.846L)?0.1055?2.115L
23s23sHT?hf?0.3?0.1055?2.115L?0.1945?2.115L
由
5.7?10?6eV?38.9168?10?3????Vs??2??0.665?(0.1945?2.115L3)?s??23s3.223s23s?0.1
解得
Vs?0.994?10.81L （5-21）（2） 提馏段：
hf=2.5hL=(hw'+how')
hw'=0.042m，
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分离乙醇—水板式精馏塔设计
how'2.84?1000?LhE??l?w2?2.84?3600Ls????1000?1??0.7??0.846Ls3 ???2323则hf?2.5?(0.042?0.846L)?0.105?2.115L
HT?hf?0.3?0.105?2.115L?0.195?2.115L
23s23s23s23s由
eV?5.7?10?656.0335?10?3????Vs??2??0.665?(0.195?2.115L3)?s??23s3.2?0.1
解得
Vs?1.117?12.1L （5-22）
由上述公式（5-21）和公式（5-22）可分别作出精馏段和提馏段的液沫夹带线。
3.液相负荷下限线
对于平直堰，通常按堰上液层高度how=0.006m作为最小液体负荷的下限考虑，故液相负荷下限线方程为：
how?VL?2.84?10?3E??l?w32/3?????0.006 （5-23）
其中E为流量收缩系数，一般可取E=1计算，则有
Ls,min0.0060.7?()2??0.00061m3/s （5-24） 0.00284?13600由公式（5-24）可以做出精馏段和提馏段的与流体流量无关的垂直液相负荷下限
线。
4. 液相负荷下上线
（Af×HT）/Ls=5以θ=5s作为液体在降液管中停留时间的下限，由公式θ=计算得
Ls =（Af×HT）/5=（0. 12×0.30）/5=0.0072m3/s （5-25）由公式（5-25）可作出精馏段和提馏段的与气体流量无关的垂直液相负荷上限线
5.液泛线
令Hd? ?(HT?hW)，再由Hd=hp+hL+hd，hP=hc+hl+hσ，hl=βhL，hL= h w +hOW
联立得 ?HT＋(?-β-1)hw=(β+1) hOW+ hc + hd + hσ，整理得
aV2=b-cL2-dL2/3 （5-26）（1）精馏段：
a?0.051(?A0C0?2?V0.0511.34)???0.057
??L811.115(?0.0052?2507?0.78)2435
分离乙醇—水板式精馏塔设计
b??HT??????1?hw?0.5?0.3?(0.5?0.63?1)?0.0422?0.1023
c?0.1530.153??1266.76 22(lwh0)(0.7?0.0157)22?33600336003d?2.84?10E(1??)()?2.84?10?3?1?(1?0.63)?()?1.379
lw0.7故有
0.057Vs?0.1023?1266.76Ls?1.379Ls （5-27）（2）提馏段：
a?0.0512223?A0C0?2(?V0.0510.97)???0.037
??L911.79(?0.0052?2507?0.78)24b??HT??????1?hw?0.5?0.3?(0.5?0.65?1)?0.042?0.1017
c?0.1530.153??1119.6 22(lwh0)(0.7?0.0167)22?33600336003d?2.84?10E(1??)()?2.84?10?3?1?(1?0.65)?()?1.4
lw0.7故有
0.037Vs?0.1017?1119.6Ls?1.4Ls （5-28）根据以上各线方程，可作出图5-7筛板塔的精馏段和图5-8提馏段负荷性能图
2223
图5-7 精馏段的负荷性能图 图5-8 提馏段的负荷性能图
从图中可读出 （1） 精馏段
Vs,min=0.508m3/s，Vs,max?0.91564m3/s 故操作弹性Vs,max?0.91564?1.8
Vs,min0.508（2）提馏段
Vs,min=0.456m3/s，Vs,max?0.972m3/s
故操作弹性Vs,max?0.972?2.13
Vs,min0.45636
分离乙醇—水板式精馏塔设计
6、辅助设备的计算与选型
6.1料液储罐的选型
⒈ 原料贮罐
设计原料的储存利用时间为10天
QF=69.1 ?28.696? 24 ?10=475894.5kg
则可知：
V= QF /进料密度=475894.5/867.53=548.56m3
设其安全系数为：1.1，则有
VF ?548.56?1.1?603.416m3
2．产品贮罐
设计产品的储存时间为10天，则
QD?15.76?44.068?24?10?166682.8kg
则可知：
VD?QD/??166682.8/754.7?220.86m3
设其安全系数为：1.1，则有
VD ?1.1VD?220.86?1.1?242.95m3
选择设备：采用立式圆筒形固定顶储罐系列（HG-21502.1-92）
表6-1 原料储罐的选择规格为 名公称计算内径总高材料 总重/kg 称 体积体积/mm /mm /m3 /m3 规格 名称 600 660 9500 10338 Q235-A.F 21840 表6-2 产品储罐的选择规格为 公称计算内径总高材料 体积体积/mm /mm /m3 /m3 300 330 7500 8305 总重/kg 规格 Q235-A.F 12760 6.2各接管尺寸的确定 6.2.1进料管
因tF=83.4 ?C,有?F=867.53kg/m3
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分离乙醇—水板式精馏塔设计
故进料体积流量
VLF?FMLF?F?69.1?23.45?1.868m3/h?0.00052m3/s
867.53取适宜的输送速度uF?0.8m/s，故
DLF ?4VLF??uF4?0.00052?0.0288m?28.8mm??0.8
经圆整选取冷拔无缝钢管（摘自GB8163-87）规格：?30?2mm
6.2.2 釜残液出料管
因tW=98.74 ?C,有?W=956.05kg/m3 故釜液体积流量
VW?WMLW53.34?18.1?1.01m3/h?2.8?10?4m3/s
956.05?W?取适宜的输送速度uW?1.0m/s，故
DW ?4VW??uW4?2.8?10?4?0.0189m?18.9mm
??1.0经圆整选取冷拔无缝钢管（摘自GB8163-87）规格：?20?1mm
6.2.3回流液管
因tD=78.2630C,有?D=754.7kg/m3 故回流液体积流量
VD?LMLD78.8?41.54?4.34m3/h?0.0012m3/s
754.7?D?取适宜的输送速度uD?1.5m/s，故
DD ?4VD??uD4?0.0012?0.032m?32mm
??1.5经圆整选取冷拔无缝钢管（摘自GB8163-87）规格：?32?2mm
6.2.4 塔顶上升蒸汽管
?DV?PM103?41.817?=1.474kg/m3 RT8.314?(78.263?273.15)?94.56?41.817?2682.6m3/h?0.745m3/s
1.474故塔顶上升气的体积流量
VDV?VMD?DV取适宜的输送速度u?15m/s，故
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