原油常减压蒸馏装置设计(5)

①型式：

②排列：

1425.97)0.53十字架型浮阀24克

采用十字架型浮阀（文丘里口）

③临界阀孔流速

(Wh)c?(142?v)0.53?(?5.36m/s

④开孔率：

??WWh?100%?1.05.36?100%?18.65%

⑤阀孔总面积：

2Fh?F??%?12.48?27.04%?2.33m ⑥浮阀数：

对十字架型浮阀（文丘里口）

N?Fh0.785?(dh)2dh = 0.037 m

?2165个

?2.330.785?(0.037)2塔板上实际的浮阀数只有在塔板的设计完成后才能之后确定。对常压及加压操作实际的浮阀数比计算得出的浮阀数略有增减影响不大

⑦溢流堰及降液管的决定

a液体在塔板上的流动型式，根据塔的工艺计算表5-3，因为D=4m，根据有经验，要有溢流塔板

b溢流堰: ⅰ溢流堰长度 双溢流两侧：

l?(0.5~0.7)D,米取l?0.6*4?2.4米

ⅱ出口堰高度

在常压及加压操作中若系统传质过程为汽膜控制应选择较高的溢流堰一般为50mm；若系统为液膜控制可选择10～40毫米

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一般炼油工业的分馏系统轻质油品为汽膜控制重油油品为液膜控制。所以本分馏系统出口堰高度取40mm=0.04m ⅲ堰上液层高度how

how?2.84E(Vll2/3)E——液流收缩系数。对弓形降液管一般情况下取E=1

how——堰上液层高度mm

3Vl——液体体积流率m0.0472.4)23h

how?2.84*1*(?=0.065m

c降液管：选用弓形降液管 ⅰ

降液管停留时间

T = Fd*Ht/Vl = 15.77s

ⅱ 降液管内流体流速Vd

Vd = Vl/Fd = 0.038m/s

Hb = Vl/(L*Wb)

ⅲ 降液管底缘距塔板的高度

其中：Wb = 0.3 m/s

Hb = 0.065m

⑧ 塔板上液层高度 ⑨ 进口受液盘

⑩ 进口堰：

hl = hw + how = 0.105 m

在浮阀塔盘（JB1206-73）中塔径从800~4200mm的塔板均为凹槽受液盘 采用凹槽受液盘的塔板不设进口堰

5.2塔的水力学计算

浮阀塔板的水力学计算主要包括塔板压力降丶雾沫夹带丶泄漏丶降液管超负荷及淹塔等部分。

5.2.1 塔板总压力降

包括干板压力降、气体克服鼓泡层表面张力的压力降及气体通过塔板上液层的压力降。

① 干板压力降△Pd

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对22~32克十字架型浮阀:

△Pd = 4.07*(Wh*Wh/2g)*(ρv/ρl) = 0.04米液柱

l② 气体克服鼓泡表面张力的压力降△Po值很小可忽略不计。 ③ 气体通过塔板上液层的压力降△Pvl

式中

hw──出口堰高度m；

33600Vl△Pvl = 0.4hw?2.35?10-（)=0.056m液柱

l──溢流堰长度m；

△Pvl──气体通过塔板上液层的压力降m液柱。

△Pt = △Pd+△Pvl = 0.096米液柱

气体通过一块塔板的总压力降△Pt(m液柱)

5.2.2 雾沫夹带

过量的雾沫夹带会使塔板效率降低很多, 所以应限制塔板的雾沫夹带，一般情况下, 雾沫夹带可限制在每公斤上升气体所夹带的液体小于或等于0.1公斤。

可按下式近似地计算雾沫夹带量:

e? A(0.052hL?1.72) Htn??2W3.69?0.159?(0.052?0.0415?1.72)0.60.95?0.16720.8913.69?0.946?10?3?10%式中 e──雾沫夹带量, kg(l)/kg(g)；

ε──除去降液管面积后的塔板面积与塔横截面积之比, ε=(F-2Fd)/F

φ──系数, 取0.6~0.8; 当W=0.5Wmax时取小值; 当W=Wmax时取大值;

W──采用的空塔气速, m/s; m──参数, 按下式计算

5 m=5.63?10-（?l?v)0.295(?l??v?v)0.425

μv──气体粘度, 公斤·秒/m2;

A、n──系数；

当Ht──<350毫m时A=9.48×10-7n=4.36； 因为 所以

Ht = 600 mm A = 0.159 N = 0.95

Ht≥350毫m时A=0.159n=0.95

Ht──塔板间距mm；Ht = 600 mm hl──塔板上液层高度mm。 hl = 105mm

e=0.00391

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因为物理性质与水相近，所以e 可以简化

5.2.3 泄漏

Fo = Wh?v?5.36*5.97?13.09

浮阀塔板上的泄漏量一般是随阀重和阀孔速度的增加而减少, 随塔板上液层高度的增加而增加。在气体达到阀孔临界速度以前, 塔板上的泄漏量是较大的。在一定空塔速度下, 阀孔速度可用塔板开孔率来调节, 使塔板上全部浮阀在刚全开时操作, 阀重则成为塔板泄漏影响的主要因素。取泄漏时阀孔动能因数为Fo=5小于设计的阀孔动能因素13.09

泄漏影响塔板效率, 泄漏量控制在该塔板液体负荷的10％以下。对30~33克的Fl型浮阀, 塔板开孔率在9~11％时, 可按下式计算泄漏量。

hw=50mm时, Nw×104=2.09(W·ρhw=30mm时, Nw×104=1.26(W·ρ

v1.2v1.2

)-5.95(L·ρL/3600)1.43 )-5.95(L·ρL/3600)1.43

式中 hw──出口堰高度, 毫m; Nw──泄漏量, ％;

L──堰上液流强度, m3/m·h(堰长)。

5.2.4 淹塔

△Pl = △Pt+hl+△Pdk 本塔不设内堰所以： △Pdk = △Pl = 0.215 △Pl ≤

0.153*Wb*Wb = 0.014

为防止淹塔必须满足下式要求：

0.5*(Ht+hw)

△Pl = 0.215 ≤ 0.5*（Ht+hw) = 0.32 符合要求

5.2.5 降液管超负荷

Vd = 0.17Ks = 0.17*0.97=0.165 因为 Ht≤0.75m

0.6?675?6.02??0.15(m/s)?3 ?10 Vd? 7.98? Ks? Ht ??l??v??7.98?10?3?0.95?Vd = 7.98×103×Ks?Ht(ρL-ρv) = 0.173 选两式计算结果中的较小值。

所以 Vd = 0.165

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致谢

此次设计是我们的毕业论文与设计，更是我们所学的知识的一次大总结。

本次设计得到老师在各方面的指导，在这里表示真诚的感谢！同时也很感谢同学宋江波和李利军的帮忙！由于本人知识能力有限，设计水平还有待进一步的提高!

石油化工工业作为一个传统工业，它的工业工艺技术水平的提高需要各个国家大力合作、相关部门相互协作、政府机关有力支持等等!同时，作为当代大学生，特别是学习石油化工工艺专业的我们，更加有责任为我国石油化工工业总体水平的提高贡献一份力量，因而我们要不断地学习，不停得去探索!我作为一名化学工程与工艺专业的学生，有信心也有能力去争取深造，也想把自己塑造成一名高素质 …… 此处隐藏：1536字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……