年产10万吨碳四乙醇制乙基叔丁基醚的工艺设计(15)
本设计中，根据生产任务，若按年工作日300天开动设备24小时计算，原料液流量较大，由于产品粘度较小，流量较大，因此即使筛孔小也不易堵塞，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率。
因此，本设计最终选用筛板塔。
进料状态有多种，但一般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中。这样一来，进料温度就不受季节、气温变化和前道工序波动的影响，塔的操作就比较容易控制。此外，泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，设计制造均比较方便。
因此，本设计选择泡点进料。
精馏段通常设置再沸器，采用间接蒸汽加热，以提供足够的热量。若待分离的物系为某种组分和水的混合物，往往可以采用直接蒸汽加热的方式。但当在塔顶轻组分回收率一定时，由于蒸汽冷凝水的稀释作用，可使得釜残液中的轻组分浓度降低，所需的理论塔板数略有增加，且物系在操作温度下黏度不大有利于间接蒸汽加热。
因此，本设计选用间接蒸汽加热的方式提供热量。
泡点回流易于控制，设计和控制时比较方便，而且可以节约能源。但由于实验中的设计需要，所需的全凝器容积较大须安装在地面，因此回流至塔顶的回流液温度稍有降低，在本设计中为设计和计算方便，暂时忽略其温度的波动。
因此，本设计选用泡点回流。
4.3.3 精馏塔计算
(1) 最小回流比与进料板位置确定
表4.5 各组分进料情况
组分 进料
摩尔流量（mol/h） 摩尔分数 质量流量（kg/h） 质量分数
乙基叔丁基醚 0 0 0 0
乙醇 135.7 0.173 6251.699 0.151
水 18.3 0.023 329.4 0.00795
异丁烯 136.58 0.174 7663.5 0.185
二异丁烯 0 0 0 0
二乙基醚 0 0 0 0
丁烷 17.98 0.023 1044.998 0.025
丁烯 155.23 0.198 8708.403 0.21
丁二烯 321.98 0.41 17415.898 0.421
异丁醇 0 0 0 0
总和 785.77 1 41413.898 1
本方案取R=1.5 Rmin
由塔板数NT与正丁烯回收率的关系图可得实际塔板数位58块塔板。
图4.1 进料板位置与正丁烯回收率的关系图
再由进料板位置与正丁烯回收率的关系图可得进料板为第30块板
(2) 塔径计算
塔径塔径可根据选定的适宜空塔速度，先利用下式进行估算：
精馏段：提馏段：
初选板间距HT=0.40m，对于常压塔，板上液层高度一般取0.05-0.1m（通常取0.05-0.08m），本设计中取板上液层高度hL=0.05m
HT-hL=0.40-0.05=0.35m
查附图，Smith关联图,得
图4.2 史密斯关联图
适宜的空塔速度通常取最大允许空塔速度的0.6-0.8倍，即
取较大者为精馏塔塔径，即D=1.17m，圆整得到D=1.2m
塔的截面积：
实际空塔气速：
精馏段：
提馏段：
在精馏段的安全系数满足0.6-0.8范围的情况下，提馏段也尽可能的接近0.6，所以本设计中塔径和板间距的选取均合理。
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