安徽建筑大学本科生毕业论文
进料热QF=进料比热×进料量×加料温度=2.260×15388×40≈1391075.2kJ/h 回流热
QD=馏出比热×馏出量×回流比×馏出温度
=2.148×9981.8×0.41×40≈351630.87kJ/h
馏出热QP=馏出比热×馏出量×（回流比+1）+馏出汽化潜热×馏出量×（回流比+1） =2.148×9981.8×（0.41+1）+532.11×9981.8×（0.4+1） ≈7519327.7kJ/h
釜液热QW=釜液比热×釜液量×釜液排出温度=3.592×16180×84≈4881959.04kJ/h ∵QM=0 设 QE = 0.03QS 则 QS?∴QS≈10991320.28kJ/h 2.4.2
提馏段上升汽量Vs′和下降液体量Ls′
?Qp?QW+QM?-?QF+QD?1-0.03
由第2块板以下的热量平衡和物料平衡，求提馏段上升汽量Vs′和下降液体量Ls′
如下图
图2.2 热量平衡（千卡/小时） 图2.3 物料平衡（公斤/小时） 建立如下平衡：
表2.10
1 2 3 4 5 6
热量平衡 物料平衡 QV=V′Hi+CV′T QW=CWT
QL + QS = QV + QW + QM L′= V′+ m + W
QL=CL′T=C (V′+m+W)T=CV′T+CmT+CWT
Qm=mHi+CmT=0 将3、4、5、6式代入1式得
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年产40000吨PVA聚合二塔系统的设计
CV'T?CmT?CWT?QS?V'Hi?CV'T?CWT?mHi?CmT?m?0?Qs?V'Hi
V′=5910kJ/h
∴VS′=V′/(3600×0.725) 将有关数据代入2得
质量流量L’=V’+m+W=5910+0+16180=22090kg/h 所以体积流量LS’ =20090/(3600×903.35) ≈ 0.00679 2.4.3
求精馏段气液负荷
进料热状况参数
?=进料比热??塔中温度-加料温度?+进料汽化潜热
进料汽化潜热2026??65-40?+715.61=?1.079715.612.4.3.1 进料板以上第一块板的气相负荷VS1
?VS?=VS1+?VS1=VS?-F??-1?3600?WF??-1?3600?W
其中，F—进料流量;kg/h ?W—釜液汽重密度;kg/m3. 则VS1 ≈1.798 ≈ 1.80
m3/s
2.4.3.2 精馏段顶板气相负荷VS2
由于回流液温度低产生的内回流量??kg/h?
??馏出量?回流比?馏出液比热（塔顶温度?-馏出液温度）塔顶汽化热 9981.8?0.41?2.131?(67-40)497.72
?473.12kg/h?
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则精馏段顶板气相负荷
VS2?馏出量?（回流比?1）??
3600??W3600?2.3023
?9981.8?(0.41?1)?118.13?1.755 m/s
2.4.3.3 精馏段平均气相负荷VS
Vs?Vs1?Vs21.80?1.755??1.778m3/h
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2.4.3.4 进料板上一块的液相负荷LS1
?LS'?LS1??F3600?R
?LS1?0.00679?1.079?15388?0.001816
3600?927.22.4.3.5 精馏段顶板液相负荷LS2
馏出量?回流比?? 3600??R9981.8?0.41?473.12?0.001404m3/s
3600?930.35LS2? ?2.4.3.6 精馏段平均液相负荷
Ls1?Ls22
Ls??0.001816?0.001404?0.00161
22.5 精馏段塔体工艺计算
塔体工艺计算前的已知工艺条件： 1.操作温度及压力
釜温：84℃；中温：65℃；顶温：67℃；加料温度T=40℃；回流温度：40℃；
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年产40000吨PVA聚合二塔系统的设计
塔压P=101.325。
2.气、液相负荷
提馏段：V′=2.264m3/s；L′=0.00679m3/s 精馏段：Vs=1.778 m3/s；Ls=0.00161m3/s 3.气、相重度
液相重度：γL=903.35Kg/m3 (精馏段) ; γL′=927.20Kg/m3 (提馏段) 气相重度：γV=2.302Kg/m3 (精馏段) ; γV′=0.725Kg/m3 (提馏段) 4.液体的表面张力
σ精=23.385dyn/cm σ提=22.305dyn/cm 5.塔板数N
N=40层 精馏段16层，提馏段24层 6.粘度
μ精=0.46cp μ提 =0.12cp 2.5.1
塔径计算
塔板间距HT的选定很重要。选取时应考虑塔高、塔径、物系性质、分离效率、操作弹性及塔的安装检修等因素。
对完成一定生产任务，若采用较大的板间距，能允许。高的空塔气速，对塔板效率、操作弹性及安装检修有利；但板间距增大后，会增加塔身总高度，金属消耗量，塔基、支座等的负荷，从而导致全塔造价增加。反之，采用较小的板间距，只能允许较小的空塔气速，塔径就要增大，但塔高可降低；但是板间距过小，容易产生液泛现象，降低板效率。所以在选取板间距时，要根据各种不同情况予以考虑。如对易发泡的物系，板间距应取大一些，以保证塔的分离效果。板间距与塔径之间的关系，应根关系，应根据实.情况，结合经济权衡，反复.整，已做出最佳选。设计时通常根据塔径的大小下表所列经验数据可作为设计初步的参考值。
化工生产中常用板间距为：200，250，300，350，400，450，500，600，700，800mm。在决定板间距时还应考虑安装、检修的需要。例如在塔体人孔处，应留有足够的工作空间，其值不应小于600mm。本次设塔板间距HT=0.4m，塔板上液层高度
hL?=0.045m
HT?hL?0.4?0.045?0.355mL??L??V???V????1/2
0.00161353?90.3? ????1.778?2.302?
1/2 4?0.017931
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查史密斯图
L??L???? V??V?12图2.4史密斯图
得：C20=0.07
2.5.1.1 最大允许空塔速度Wmax
则塔负荷因子C?
????23.385?C?=C20??L?=0.07????20??20?Wmax=C?0.20.2?0.072?L-?V903.353-2.302=0.072??1.424?V2.302
取空塔速度系数=0.7，则塔速W?=0.7?1.424=0.9968m/s 2.5.1.2 板式塔径D′
D'?4VS ?W'4?1.778?1.51m
??0.9968 ?圆整后取1.6m（考虑实际情况） 则实际空塔速度为
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