年产8万吨丙烯腈工艺设计(丙烷一段氨氧化法)(10)
5.2.3 理论板数的计算
(1) 各点的丙烯腈摩尔分数，设加压塔后的丙烯腈的摩尔分率为Xf。
Xf= =0.50
精丙烯腈中丙烯腈的摩尔分率Xd。
Xd= =0.999
残液中丙烯腈的摩尔分率Xw。
Xw= =0.0029
(2) 处理能力
F= =
=40.00 kmol/h
精馏段物料量：
D精=F =40.00
=19.96 kmol/h
提馏段物料量：
D提=F =40.00
=20.04
(3) 平均挥发度：
查《化工工艺设计手册 上》得
130℃时，丙烯腈的饱和蒸汽压P*C2H6O2=10.664 Kpa
水的饱和蒸汽压P*H2O=300.25 Kpa
108℃时，丙烯腈的饱和蒸汽压P*C2H6O2=4 Kpa
水的饱和蒸汽压P*H2O=123.18 Kpa
由 = 得：
130℃时， 130℃= =3.6
108℃时， 108℃= =3.2
平均挥发度： = =3.4
(4) 求最小理论塔板数Nm：
因为：Xd=0.999，Xw=0.0029；
Xd1=0.001 Xw1=0.9971；
根椐芬斯克公式：Nm= =
=10.42 块
(5) 求最小回流比
表5.3组分参数列表
组分 进料组成Xi,F 釜液组成Xi,D i
水 0.50 0.9971 3.565
丙烯腈 0.50 0.0029 3.074
用恩德伍德公式计算：
=Rm+1
=1-q
因为是露点进料
所以：q=1
=0= +
用试差法求出： =3.261，代入：
=Rm+1= +
故：Rm=10.65
操作回流比R=1.5Rm=1.5 10.65=15.97
则 = =0.313
(6) 求实际理论板数
查吉利兰图得： =0.375
则： =0.375
所以：N 17.87块
(7) 计算板效率
A 求平均相对挥发度与平均粘度的积( 、 )
塔顶塔底平均温度为： (108+65)=86.5℃
86.5℃时： =0.325 10-3Pa.S
=3.2 10-3Pa.S
则： = Xf+ (1-Xf)
=3.2 10-3 0.50+0.325 10-3 (1-0.50)
=1.7625 10-3PaS
所以： =1.7625 10-3 3.4=5.9925 10-3Pa.S
查板效率与 关联图得：
板效率：E=0.32
所以实际板数为： =55.84 块
5.2.4 塔内件设计
(1) 溢流堰设计
塔板上的堰是为了保持塔板上有一定的清液层高度，若过高则雾沫夹带严重，过低气液接触时间短，都会降低板效。根椐经验，取清液层高度hL=0.05，本设计选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
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