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1、O.6万吨/年分别甲醇-水混合液的填料精微塔设计摘要精储是借助回流技术来实现高纯度和高回收率的分别操作，在抗生素药物生产中，须要甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，然后对甲醇溶媒进行精储。操作一般在塔设备中进行，塔设备分为两种，板式塔和填料塔。填料塔结构简洁、装置敏捷、压降小、持液量少、生产实力大、分别效率高、耐腐蚀，且易于处理易气泡、易热敏、易结垢物系等优点，同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。近年来由于填料塔结构的改进，新型的高负荷填料的开发，既提高了塔的通过实力和分别效能又保持了压降小及性能稳定的特点。因此，填料塔已被推广到大型气液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔。从设
2、备设计的角度看，不论板式塔还是填料塔，基本上由塔体、内件、裙座、和附件构成。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过实力和分别效能又保持了压降小以性能稳定等特点。因此填料塔已被推广到大型汽液操作中，在某些场合还代替了传统的板式塔。但国内在这方面的探讨则较少，如何设计规整填料蒸僧塔已成为一个重要的课题，它对自行设计，改进现有设备生产状况都较为重要。随着对填料塔的探讨和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。关键词：精储，填料塔，设备设计AbstractDistillationthroughrefluxtechnologytoachievetheseparati
3、onofhighpurityandhighrecoveryoperationintheproductionofantibiotics,methanolsolventwashingcrystal,washingthefilteredwastemethanolsolvent,andthenthemethanolsolventdistillation.Theoperationgenerallytowerequipment,towerequipmentisdividedintotwotypes,platetowerandpackedtower.Packedtowerstructureissimple,
4、flexibledevices,lowpressuredrop,holdlessliquid,largeproductioncapacity,andhighseparationefficiency,corrosionresistance,andeasytohandleandeasybubble,easytothermal,easytoscaleintheDepartmentofadvantages,butalsoinvestmentcostshigherfillereasytoplugtheshortcomings.Inrecentyears,duetotheimprovementofthep
5、ackedtowerstructure,thedevelopmentofnewhigh-loadpacking,bothtoimprovethetowerthroughthecapacityandseparationefficiencywhilemaintaininglowpressuredropandstableperformancecharacteristics.Therefore,thepackedtowerhasbeenextendedtolarge-scalegas-liquidoperations,insomecasesinsteadofthetraditionalplatetow
6、er.Inrecentyears,duetotheimprovementofthepackedtowerstructure,thedevelopmentofnew,high-loadpacking,notonlyimprovesthetowercapacityandseparationefficiency,whilemaintainingthepressuredropandsmalltostableperformance.Packedtowerhasbeenextendedtothelargevapor-liquidoperations,insomecasesinsteadofthetradi
7、tionalplatetower.Domesticresearchinthisareaisless,howtodesignastructuredpackingdistillationtowerhasbecomeanimportantissue,itsowndesign,improvementofexistingequipmentconditionsaremoreimportant.Withtheresearchanddevelopmentofthepackedtower,theexcellentperformanceofthepackedtowerisboundtoalargenumberof
8、industrialproduction.Keywords:Distillation,packedtower,equipmentdesign书目口5第章填料塔的简介61.1概述61.2流程确定和说明81.2.1加料方式81.2.2进料状况81.2.3 塔顶冷凝方式81.2.4 回流方式81.2.5 加热方式91.2.6 加热器9其次章填料塔设计计算102.1操作条件与基础数据102.1.1操作压力IO2.1.2气液平衡关系及平衡数据102.1.3物料平衡计算112.2I：11工122.2.1物料衡算122.2.2热量衡算132.2.3理论板数计算162.3填料塔主要尺寸的设计计算172.3.1
9、塔顶条件下的流量及物性参数172.3.2塔底条件下的流量物性参数182.3.3进料条件下的流量及物性参数192.3.4精储段流量及物性参数202.3.5提储段流量及物性参数222.4填料的选择232.5塔径和填料层计算242.5.1塔径设计计算242.5.2填料层计算262.6附属设备及主要附件的选型计算272.6.1冷凝器272.6.2加热器282.6.3塔内管径的计算及选型282.6.4液体分布装置292.6.5除沫器32第三章精储塔主要设计参数汇总表32第四总结34致谢35参考文献36前言本设计目的是分别甲醇-水混合液，处理量不大，故选用填料塔。填料塔，是一类用于气液和液液系统的微分接触
10、传质设备，主要由圆筒形塔体和堆放在塔内对传质起关键作用的填料等组成，用于汲取、蒸馈和萃取，也可用于接触式换热、增湿、减湿和气液相反应过程。所以塔设备的探讨始终是国内外学者普遍关注的重要课题O填料塔的应用始于19世纪中叶，起初在空塔中填充碎石、砖块和焦炭等块状物，以增加气液两相间的传质。1914年德国人F.拉西首先采纳高度与直径相等的陶瓷环填料（现称拉西环）推动了填料塔的发展。此后，多种新填料相继出现，填料塔的性能不断得到改善，近30年来,填料塔的探讨及其应用取得巨大进展,不仅开发了数十种新型高效填料，还较好地解决了设备放大问题。到60年头中期，直径数米乃至十几米的填料塔已不足为奇。现在，填充塔
11、已与板式塔并驾齐驱，成为广泛应用的传质设备。填料塔自它独创以来已广泛地应用于化工生产的各个领域。近二十年，规整填料塔对板式塔、散装填料以及其它多种塔设备产生了巨大的冲击,在国内外引起众多探讨者的极大爱好，在近几年的文献中，国外有大量的规整填料探讨报道。它因其高通量，低压降，操作稳定而广泛地用于气-液,液-液接触的塔设备中，如蒸馈、汲取、萃取等诸多领域。特殊是在气液接触中，已越来越多地被采纳，如已有设备通过利用规整填料来更换塔内构件，从而达到提高塔负荷的目的。规整填料种类较多，有板水纹填料、格栅填料、丝网填料等，材质有金属、塑料、陶瓷等。即使同样的种类亦有不同的规格，它们的比表面、空隙率及几何尺
12、寸存在差异，这样在选择填料时，应依据体系物性，操作负荷，压降要求，同时兼顾材料性能等，进行综合考虑，保证既经济又能正常生产。第一章填料塔的简介1.1概述填料塔，是一类用于气液和液液系统的微分接触传质设备，主要由圆筒形塔体和堆放在塔内对传质起关键作用的填料等组成，用于汲取、蒸储和萃取，也可用于接触式换热、增湿、减湿和气液相反应过程。所以塔设备的探讨始终是国内外学者普遍关注的重要课题。填料塔的优点有：（1）压降特别小。气相在填料中的液相膜表面进行对流传热、传质，不存在塔板上清液层及筛孔的阻力。在正常状况下，规整填料的阻力只有相应筛板塔阻力的1/51/6；（2）热、质交换充分，分别效率高，使产品的提
13、取率提高；（3）操作弹性大，不产生液泛或漏液，所以负荷调整范围大，适应性强。负荷调整范围可以在30%-110%,筛板塔的调整范围在70%-100%；（4）液体滞留量少，启动和负荷调整速度快；（5）可节约能源。由于阻力小，空气进塔压力可降低0.07MPa左右，因而使空气压缩能耗削减6.5%左右；（6）塔径可以减小。此外，应用规整填料后，由于当量理论塔板的压差减小，全精微制敏可能实现,氮提取率提高10、15虬规整填料精储塔一般分为35段填料层，每段之间有液体收集器和再分布器，传统筛板塔的板间距为11016Omnb而规整填料的等板高为250300mm,因此填料塔的高度会增加。一般都选择铝作为规整填料
14、的材料，这样可减轻重量和削减费用，但必需限制好填料金属表面残留润滑油量小于50mgm2o在这样条件下，可认为铝填料塔和铝筛板塔用于氧精馄是同样平安的。塔设备按其结构形式基本上可分为两类：板式塔和填料塔。以前，在工业生产中，当处理量大时多用板式塔，处理量小时采纳填料塔。近年来由于填料塔结构的改进，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过实力和分别效能又保持了压降小以性能稳定等特点。因此填料塔已被推广到大型汽液操作中。在某些场合还代替了传统的板式塔。如今，直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔的探讨和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。填料塔为逐级接触式汽液传质设
15、备，它具有结构简洁、安装便利、操作弹性大、持液量小等优点。同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。本设计目的是分别甲醇-水混合液，处理量不大，故选用填料塔。塔型的选择因素许多。主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和修理等。与物性有关的因素：（1）易起泡的物系在板式塔中有较严峻的雾沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。本设计为分别甲醇和水，故选用填料塔。（2）对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不腐蚀的介质，则可选金属性质或塑料填料，而本设计分别甲醇和水，腐蚀性小可选用金属填料。与操作条件有关的因素：（1）传质速率受气膜限制的系统，选用填料塔
16、为宜。因为填料塔层中液相为膜状流、气相湍动，有利于减小气膜阻力。（2）难分别物系与产品纯度要求较高，塔板数许多时，可采纳高效填料。（3）若塔的高度有限制，在某些状况下，选用填料塔可降低塔高，为了节约能耗,故本设计选用填料塔。（4）要求塔内持液量、停留时间短、压强小的物系，宜用规整填料。1.2流程确定和说明加料方式加料方式有两种：高位槽加料和泵干脆加料。采纳高位槽加料，通过限制液位高度，可以得到稳定的流量和流速。通过重力加料，可以节约一笔动力费用。但由于多了高位槽，建设费用增加；采纳泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简洁、安装便利；如采自动限制泵来限制泵
17、的流量和流速，其限制原理较困难，且设备操作费用高。本次试验采纳高位槽进料。1.2.2 进料状况进料状况一般有冷液进料、泡点进料。对于冷液进料，当组成肯定时，流量肯定，对分别有利，节约加热费用。但冷液进料受环境影响较大，对于合肥地区来说,存在较大温差，且增加塔底蒸汽上升量，增大建设费用。采纳泡点进料，不仅对稳定塔操作较为便利，且不受季节温度影响。综合考虑，设计采纳泡点进料。泡点进料时，基于恒摩尔流假定精储段和提储段塔径基本相等，制造上较为便利。1.2.3 塔顶冷凝方式塔顶冷凝采纳全凝器，用水冷凝。甲醇和水不反应。且简洁冷凝，故运用全凝器。塔顶出来的气体温度不高，冷凝后产品温度不高无需进一步冷却。
18、此次分别也是想得到液体甲醇，选用全凝器符合要求。1.2.4 回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流。对于小型塔，回流冷凝器一般安装在塔顶。其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流限制较难。假如须要较高的塔处理量或塔板数较多时，回流冷凝器不适合于塔顶安装。且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理。在这种状况下，可采纳强制回流，塔顶上升蒸汽采纳冷凝冷却器以冷回流流入塔中。由于本次设计为小型塔，故采纳重力回流。1.2.5 加热方式加热方式分为干脆蒸汽和间接蒸汽加热。干脆蒸汽加热是用蒸汽干脆由塔底进入塔内。由于重组分是水，故省略加热装置。但理论塔板数增加，费用增加。间接蒸汽加热是通过加热器使釜
19、液部分汽化。上升蒸汽与回流下来的冷液进行传质，其优点是使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以削减理论板数，缺点是增加加热装置。本次试验采纳间接蒸汽加热。1.2.6 加热器采纳U型管蒸汽间接加热器，用水蒸汽作加热剂。因为塔小，可将加热器放在塔内，即再沸器，这样釜液部分汽化，维持了原有浓度，削减了理论板数。其次章填料塔设计计算2.1操作条件与基础数据2.1.1操作压力精储操作按操作压力分为常压、加压和减压操作。精僧操作中压力影响特别大。当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分别不利；当压力减小时，相对挥发度将增大，对分别有利。但当压力不太低时，对设备的要求较高，设备费用增加。因此在设计时一般采纳常
20、压蒸储。当常压下无法完成操作时，则采纳加压或减压蒸储。对于甲醇-水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分别，故本设计采纳常压精储。2.1.2气液平衡关系及平衡数据表2-1甲醇-水溶液的平衡数据(101.3KPa)平衡温度t10092.990.388.985.081.678.0液相甲醇X05.317.769.2613.1520.8328.18气相甲醇y028.3440.0143.5354.5562.7367.75平衡温度t76.773.872.771.370.066.964.7液相甲醇X33.3346.2052.9259.3768.4987.411.00气相甲醇y69.1877.5679.718
21、1.8384.9291.941.002.1.3物料平衡计算(1)物料衡算己知：1.=6000Jx=70%,m=98%,xw=2%(质量百分数)，MCH0H=32MkgkmolMHW=18.02Zg/knol摩尔分数:70/32.047032.M+30/18.02=56.8%XD98/32.0498/32.04+2/18.02=96.5%(2-1)(2-2)(2-3)进料平均相对分子质量：M=0.56832.(M+0.43218.02=26.06kgIkmol依据甲薛和水的气液平衡表1,利用内插法求塔顶温度小,塔釜温度G,进料温度。塔顶温度%,W96.5-87.41a66.9一1=tn=65.3
22、1100-87.4164.7-66.9wC100-96.564.7-Zvd二.=tvn=65.66100-91.94100-92.9vdCO塔釜温度3进料温度59.37-52.9271.3-72.756.8-52.92人一72.7=tF=71.86回流比确定由图可知进料平衡曲线为不正常平衡曲线，作图求最小回流比Rmin由点a（乙，而）向平衡线作切线，交轴于卜O,318）,精储段操作线截距R+1-=31.8所以Hmin+1=31.8所以Rmin=2.03操作回流比可取为最小回流比的1.1到2.O倍所以，回流比确当为R=3.05平均相对挥发度=4.352.2填料塔工艺计算2.2.1物料衡算已知：尸
23、=6000f,年开工300天，M=26.06Zg/板3进料摩尔流量:F=06x10xlkmolh=3.kmolIh3002426.06(2-4)xf=56.8%xd=96.5%=1.13%，,总物料衡算：F=DQ易挥发组分衡算：47=M+%，解得：D=18.668k加/W=332kmol/h塔顶产品的平均相对分子质量M=32.0496.5%+18.02(1-96.5%)=31.549Zg/kmol(2-6)塔顶产品流量：D=18.66831.549=588.957必/h塔釜产品的平均相对分子质量M=32.04x1.13%+18.02(l-l.013%)=18.1JSkgfkmol塔釜产品流量：
24、W=I3.312x18.187=241.799依/F=D+W=S30.756kgh物料衡算结果汇总如下表2-2物料衡算结果表参数单位进料F塔顶D塔釜Wkg/h830.756588.957241.799物料流量kmol/h31.9818.66813.312物料流量质量分数70%98%2%百分组成摩尔分数56.83%96.5%1.13%百分组成2.2.2热量衡算（1）热量衡算加热介质和冷却剂的选择a.加热介质的选择常用的加热介质有饱和水蒸气和烟道气。饱和水蒸气是一种应用最广的加热剂。由于饱和水蒸气冷凝时的传热膜系数很高，可以通过变更蒸汽的压力精确地限制加热温度。燃料燃烧所排放的烟道气温度可达100
25、100OC,适用于高温加热。缺点是烟道气的比热容及传热膜系数很低，加热温度限制困难。本设计选用300kPa（温度为133.3C）的饱和水蒸气作加热介质，水蒸气易获得、清洁、不易腐蚀加热管，不但成本会相应降低，塔结构也不困难。b.冷却剂的选择常用的冷却剂是水和空气，应因地制宜加以选用。受当地气温限制，冷却水一般为1025。如需冷却到较低温度，则需采纳低温介质，如冷冻盐水、氟利昂等。本设计建厂地区为沈阳。沈阳市夏季最热月份日平均气温为24。故选用24的冷却水，选升温10,即冷却水的出口温度为34。(2)冷凝器的热负荷冷凝器的热负荷QC=D(g-a)(R+l)(2-8)式中：儿。一塔顶上升蒸汽的焙；
26、/少一塔顶像出液的焰。IVD-I1.D=-dAvii1+(1-Xd水(2-g)式中：“呷一甲醇的蒸发潜热；”v水一水的蒸发潜热。zX0.38H2=Hvp蒸发潜热与温度的关系：V-rJ其中I一对比温度。表2-3沸点下蒸发潜热列表沸点/蒸发潜热Av(kcalkmol-1)c甲醇64.658430512.6水1009729647.3由沃森公式计算塔顶温度下的潜热UFj(2-10).=.=273.15+65.66=066165.66C时，对甲醇：TC5126=273.15+64.7=0659r,Tc512.6y甲=843Of10,661l=8411.1Ilkcallkmol蒸发潜热U-0.65”对水，
27、同理得：*=0523,*=0576ZinS23Y)38=9729=IOl74.338&C。内蒸发潜热、U-0576j对全凝器作热量衡算(忽视热量损失)QC=D(Zvd-h,)(7?+1)选择泡点回流，因为塔顶甲醇含量很高，与露点相接近，所以VD1.D-dv1i+(1-Xd)%,水(2-11)代入数据得：Ivd-Ild=0.9658411.117+(1-0.965)10174.338=8472.888kcal!kmolQc=(3.05+1)18.6688472.888=640596.086ArH/h(3)冷却介质消耗量WQc640596.08643QQz,Wr=-=64059.6086侬/hCP
28、Ca2-Gl(34-24)6(4)加热器的热负荷及全塔热量衡算选用300kPa(温度为133.3)的饱和水蒸气为加热介质计算甲醇、水在不同温度下混合的比热容单位：kcal/(kg)表2-4甲醇和水在不同温度下的比热容温度/65.3171.86平均值98.5271.86平均值甲醉/Cp0.7200.7420.7310.8310.7420.787水/Cp2111111Cpdt=0.7310.98+0.021(65.31-71.86)=-4%2kcal/kgCpdt=0.7890.02+(1-0.02)1(98.52-71.86)=26.574)W/kg依据表2-2,。=588.957依/W=241
29、.799依/Qd=ECpdt=DCpM=588.957(-4.82)=-2838.775/hQv=WJCpdt=WCp4=241.791X26.547=6418.83ZCa/h(2-12)对全塔进行热量衡算：Q尸+QS=Q。+Qw+Qc为了简化计算，以进料焙，即88.55时的焰值为基准做热量衡算QS=Qd+Qw+QcQf(2-13)=-2838.77+6418.83+640596.086-0=6.4405kcal/h2二七二6.44x10、=7.XiNkCauh塔釜热损失为10%,则=09,则09式中QS-加热器志向热负荷；Qs加热器实际热负荷；。一塔顶储出液带出热量；2“一塔底带出热量。加热
30、蒸汽消耗量水蒸汽=2168.IRz/kg(333K,300KPa)叱=-Qs4.174105H火於A2168.14.2=1387.02i表2-5热量衡算数据结果列表Qckcal.h-1%kg.h-1QfQdQw/kcal,h-1/kcal,h-1/kcal,h-1Qs/kcal.h-1kg.h-16.411056.411040-2838.776418.837.16105808.572.2.3理论板数计算由于本次设计的相对挥发度是变更的，所以不能用简捷法求理论板数，应用图解法。R,Xf)V=x+精馄段操作线方程R+1R+1_%p_=01965=0238R+13.05+1截距0,连接（Xa%）,（
31、R+1）与q线交于d点，连接（/w）与d点，得提留段操作求得理论塔板数10,提留段3块，精储段7块。2.3填料塔主要尺寸的设计计算精储塔设计的主要依据和条件：表2-6不同温度下甲醇和水的密度物质密度kgm3温度/5060708090100物质甲醉750741731721713704水988983978972965958表2-7查图整理得甲醇-水特殊点粘度粘度mPa-s物质塔顶65.3C塔底98.52进料71.86鞭0.3320.2250.295水0.4550.2560.4102.3.1塔顶条件下的流量及物性参数XD=965,xd=0,98,=18,668/h气相平均相对分子质量Mvd=M111
32、Xd+/水(I-Xo)=32.040.965+18.02(l-0.965)=31.55kg/kmol液相平均相对分子质量Mld=Mvd=3.55kg/ktnol气相密度Pvd=*4X=吟辿22.4T422.4273.15+65.31=35kgnr,液相密度t1.D=65.31C查表2-7,由内插法得：孙=735.69左g/加,夕水=980.34攵g/疗1%甲X水0.980.02=+=+PldP水735.69980.34所以Pld=739.38m3液相粘度查表2-7得：%=65.31,lf=0.332nPa$,水=0.455mPas1.D=4Md水(I-XD)=0.3320.965+0.455(
33、1-0.965)=0.336mPas塔顶出料口质量流量D=18.66831.55=588.975仅/hVDPvdPldNlD流量Dkgkmoxkgkmoxkgm3kgm3mPas/(kmolh)31.5531.551.135739.380.33618.668表2-8塔顶数据结果表2.3.2塔底条件下的流量物性参数xw=0.0113aw=0.02液相相对分子质量：Mw=MvVV=M水=18.kgIkmol气相密度：3=9852CPvw=-lg-273J522.4TPq22.4273.15+98.52=O591g(2-14)液相密度：%=9852c100c视同纯水，查表2-6,P1.W=P水=95
34、8Ag/液相粘度查表2-7得.tw=9852OQ水=0.256mPas,1.D=0.256mPas塔底流量W=13.31218=239.616/h表2-9塔底数据结果表1.WVvVPlwAliv流量Wkgkmokgkmoxkgm3kgm3nPas质量/Ag%Xkmolhi)18.018.00.5919580.270239.61613.3122.3.3进料条件下的流量及物性参数F=3.98kmoUh,=56.8%,查表2-1,得如下的平衡数据：aF=0.70（表头和标题）52.9256.859.3779.71y81.83由内插法，得：=84.00%=0.840.气相平均相对分子质量：可=Mivy
35、r+“水(1一力)=0.84032.04+18.02(l-0.84)=RBOkgIkmol液相平均相对分子质量诟=MII/+MK(I-A)=0.568x32.4+18.02(l-0.568)=25.9Skg/knol气相密度=1.05n3而=垢x4x=空X273.1522.4T422.4273.15+71.86液相密度由表2-6数据，G=88.55c,同上用内插法，求出：0.71-0.7729.14+976.88i=729.14Zg/W,/?水=976.88依/rn,=0.13所以P1.F=789.204kg)3液相粘度查表2-7得：1=71.86clf=0.305mPas,认=0.405mP
36、aS1.F=甲+水(I-X尸)=0.2950.568+0.410(l-0.568)=0.345mPas进料流量6010330024=833.33依/表270进料数据结果表符号M1.FkgkmolkgkmolkginyPukgmyN1.FmPas流量产质量I(kghl)/摩尔/(kmol1)数值29.3725.981.04789.2040.348833.3331.982.3.4精僧段流量及物性参数气相平均相对分子质量:_Mvd+Mvrivivj2=3155；29.80=30.68Zg/./(2-15)液相平均相对分子质量：T7-M731.55+25.98”，Mu=28:19kg/kmol(2-1
37、6)气相密度:C_Pvd+Pvf_Pu-2一1.135+1.052=1.093n3(2-17)液相密度:Pu=Pm+P1.F_739.38+789.204=76429kgIm(2-18)0液相粘度:un+ljr0.336+0.345_.1_卜U)=0.34ImPas(2-19)气相流量:(2-20)(2-21)V=D(R+1)=18.668X(3.05+1)=75.605碗o/hV=75.605X30.46=2302.9283必/力液相流量:E=Ro=3.05X18.668=56.94km/1.=56.9428.79=1639.30依/h表271精播段数据结果表主要参数提储段气相平均相对分子质
38、量Mv(kgkmolr)30.68液相平均相对分子质量M1.Kkgkmol)28.79气相密度A4%/小)1.093液相密度P1.，、764.29气相摩尔流量/(g)75.605气相质量流量/(必不一)2302.93液相粘度/(mPs)0.341液相摩尔流量/伏加/7)56.94液相质量流量/(Zg)I1639302. 3.5提储段流量及物性参数气相平均相对分子质量：T7-vh,+Mvf29.8+18Mvr-=2369kg/Kmol液相平均相对分子质量：-M/w+M/f25.98+18.y.Mlf=三-=21.99kg/kmol气相密度：即+加958+789.204Q_.P1.r=2=873.
39、60Ag/kmol液相密度：PlN+PlF1.05+0.591八OC7/3pv=厂2=0.82Zg/，液相粘度：JuwIif0.256+0.345_r,=加一=OJOwPa-Slt22气相流量：V=V-(-l)F=V=15.5kmolhV=75,60523.69=1791.08/h液相流量：1.=F+1.=F+1.=31.98+56.94=88.92灯/h(2-22)(2-23)(2-24)(2-25)(2-26)(2-27)(2-28)1.=88.9221.99=1955.35必/h表271提微段数据结果表主要参数提储段气相平均相对分子质量MVMkg23.9液相平均相对分子质量M,g七凹尸）
40、21.99气相密度P(kgtn3)0.82液相密度P（kgm-3）873.6气相摩尔流量/（依”）75.605气相质量流量/（g）1791.08液相粘度/（机尸07）0.30液相摩尔流量/（0/尸）88.92液相质量流量/（必1955.352.4填料的选择填料是填料塔的核心构件，它供应了气液两相相接触传质与传热的表面，与塔内件一起确定了填料塔的性质。目前，填料的开发与应用仍是沿着散装填料与规整填料两个方面进行。本设计选用规整填料，金属板水纹250Y型填料。规整填料是一种在塔内按匀称图形排布、整齐堆砌的填料，规定了气液流路，改善了沟流和壁流现象，压降可以很小，同时还可以供应更大的比表面积，在同等
41、溶剂中可以达到更高的传质、传热效果。与散装填料相比，规整填料结构匀称、规则、有对称性，当与散装填料有相同的比表面积时，填料空隙率更大，具有更大的通量，单位分别实力大。250Y型水纹填料是最早研制并应用于工业生产的板波填料，它具有以下特点：（1）比表面积与通用散装填料相比，可提高近1倍，填料压降较低，通量和传质效率均有较大幅度提高。（2）与各种通用板式塔相比，不仅传质面积大幅度提高，而且全塔压降及效率有很大改善。（3）工业生产中气液质均可能带入“第三相”物质，导致散装填料及某些板式塔无法维持操作。鉴于250Y型填料整齐的几何结构，显示出良好的抗堵性能，因而能在某些散装填料塔不相宜的场合运用，扩大
42、了填料塔的应用范围。鉴于以上250Y型的特点，本设计采纳MenaPok-25OY型填料，因本设计塔中压力很低。2.5塔径和填料层计算塔径设计计算（1）精储段塔径计算由气速关联式(2-29)式中：/一干填料因子；4一液体粘度，mPa”;4一常数,250Y型为0.291；1.G液体、气体质量流量，依Plg-液体、气体密度，依；g一重力加速度，m/s已知：Pg=1093w3,Pl=73RkgI后,1.=1639.3O依/G=23O2.93kgIh,4=().341wPs,=0,97,=250m2w3,A=0.291g=9.8w52代入式中求解得：尸=3486ms气.bi0.5wp0.53.4861.743/?/si=1.86+65.31=68.622。体积流量:匕=75.6058.314x(68.6273.15)1031.093x10X3600=0.546w3/s塔径:匹I4x0.546Vt7V3.141.743=0.632/7/圆整后：d=700mm,空塔气速=1.42ms提储段塔径计算V=1791.08zaIg已知：
