【正文】 y7 = x7 = 因?yàn)? x7 xf 精餾段 理論 板層數(shù) 6 x6 = ,1 ??????? mmwmm XXXVWXVLy y6= )1( 66 66 ???? yy yx 同 理可求 y7= x7= y 8= x8= y 9= x9= y10= x10= y11= x11= y12= x12= y13= x13= y14= x14= y15= x15= 所以 n=9 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 11 提餾段 理論 板層數(shù) 9 ET的求取 ET= 甲苯 根據(jù)塔頂塔底液相組成查圖 表 6，得塔平均溫度為 ℃，該溫度下進(jìn)液相平均粘度為： 181。m = 苯 +() 181。 甲苯 = s 故 ET≈ 52﹪ 精餾段實(shí)際板層數(shù) N 精 ＝ 6/＝ 12 提餾段實(shí)際板 層數(shù) N=9/=18 （七） . 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算 以精餾段為例進(jìn)行計(jì)算 （每塊塔板壓降△ P＝ ） 塔頂操作壓力 PD=+4= 進(jìn)料板壓力 PF= 總壓降 為 △ P 總 =24△ P=24= KPa 精餾段平均壓力 Pm= KPa （試差法） 泡點(diǎn)方程：***BABA PP PPx ??? 安托尼方程： Ct BAP ???*lg ① 求塔頂溫度 tD 其中 P= 由 xD=y1= 查平衡曲線(xiàn)得 x1= 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 12 設(shè) tD=℃ lgPA＊ = ?????? Ct BA PA＊ = lgPB＊ = ?????? Ct BA PB＊ = ∴ *** ??????? BA BA PP PPx 兩 x值近似相等，故可認(rèn)為塔頂溫度 tD為 ℃ ② 求進(jìn)料板溫度 tF 其中 P= 查平衡曲線(xiàn)得 xF= 設(shè) tF=℃ 即進(jìn)料板溫度 tF為 ℃ 同理可得 wt =℃ ∴精餾段平均溫度 t=(+)/2=℃ 提餾段平均溫度 t=(+)/2=℃ 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 xD=y1=，查平衡曲線(xiàn)，得 x1= MVDm＝ +() ＝ MLDm＝ +() ＝ 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由理論板，得 yF= 查平衡曲線(xiàn)，得 xF= MVFm= +（ ） = Kg/Kmol MLFm= +()= Kg/Kmol 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 13 精餾段平均摩爾質(zhì)量 MVm=(+)/2=MLm=(+)/2= ① 氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算 ,即 ρ vm=PmMvm/RTm=( )/［ (+)］=② 液相平均密度計(jì)算 液相平均密度計(jì)算依下式計(jì)算，即 1/ρ Lm=∑ ai/ρ i 1〉塔頂液相平均密度計(jì)算 由 tD=℃查得ρ A=ρ LDM=1/ (+)= Kg/m3 2〉進(jìn)料板液相平均密度計(jì)算 由 tF=℃ 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率 α A = ρ LFM= ∴精餾段液相平均密度為 ρ Lm = Kg/m3 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 σ Lm=∑ xiσ i ① 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算： 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 14 由 tD=℃ , 查表 5 得： σ LDm= + = mN/m ② 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算： 由 tF=℃ ,查表 5得： σ LFm= + = mN/m 精餾段液相平均表面張 力為 σ Lm=(+)/2= mN/m 液相平均粘度依下式計(jì)算，即 lgμ Lm=∑ xilgμ i ① 塔頂液相平均粘度的計(jì)算 由 tD=℃，查表 6得： lgμ LDm=()+() 解得： μ LDm= ② 進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算 由 tF=℃ 查表 6得： lgμ LFm=()+() 解得： μ LFm= 精餾 段液相平均粘度為 μ LFm=（ +） = （八）．精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 精餾塔的氣、液相體積流率為： VS=VMVm/3600ρ Vm=( )/(3600 )= m3/s LS=LMLm/3600ρ Lm=( )/(3600 )=齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 15 由 VVLCu ? ?? ??m ax 可知 式中 C= C20(σ L/20)，其中的 C20由圖中所查取 其中 橫坐標(biāo)為： (Ls/Vs)*(Pl/Pv)= 取板間距 HT= , 板上液層高度 hL=,則 HT－ hL=－ = 史密斯關(guān)聯(lián)圖 由上圖可查得： C20= ∴ C=C20(σ L/20)= ()= umax= [(－ )/]1/2=取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 u== = m/s D=(4Vs/∏ u)1/2=[(4 )/( )]1/2= 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： D= 塔截面積為： AT=()D2=（ ） = 實(shí)際空塔氣速為： u= Vs/AT =齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 16 12( 1 )p T p p D BH n n H n H H H H H? ? ? ? ? ? ? ? =(3031)*+3*++2++3= 式中 塔高， m； n— 實(shí)際塔板數(shù) pn人孔數(shù)（按八層塔板設(shè)一人孔，需三個(gè)人孔） p設(shè)人孔處的板間距， m（人孔直徑一般為 450600，取600mm） DH塔頂空間高度， m（通常取為 TH，取 T） B塔底空間高度， m（經(jīng)驗(yàn)值 ，取 2m） 1封頭高度， m（經(jīng)驗(yàn)值，取 ） 2H裙座高度， m（經(jīng)驗(yàn)值，取 3m） (九 ). 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 1．溢流裝置的計(jì)算 因?yàn)樗?D= 可以選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。各項(xiàng)計(jì)算如下： 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。對(duì)精餾段各項(xiàng)計(jì)算如下： a)溢流堰長(zhǎng)wl：?jiǎn)我缌魅?lW=（ ～ ） D，取堰長(zhǎng)wl為 = = b)出口堰高h(yuǎn) OWLW hhh ?? 由/ ?， 2 . 52 . 53 6 0 0 0 . 0 0 2 0 2/ 2 0 . 5 4 90 . 6 6hWL l m??? 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 17 查手冊(cè)，知 E=,依式 41000 how wLhEl??? ???? 可得2 23 2 5100 0 100 0 WLh E ml?? ??? ? ? ? ??? ?????? 故 mh w 0 4 0 1 ??? c)降液管的寬度dW與降液管的面積fA： 由 ?Dlw 查手冊(cè)得 ?DWd ， ?Tf AA 0 .1 2 4 0 .1 2 4 1 .0 0 .1 2 4dW D m? ? ? ? ，2 2 23 . 1 40 . 0 7 2 2 0 . 0 7 2 2 1 . 0 0 . 0 5 6 744fA D m?? ? ? ? ? ? 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積， sLHA S Tf ????? 即（大于 5s，符合要求） d)降液管底隙高度oh：取液體通過(guò)降液管底隙的流速 39。 /o ms? ?（ ） ml Lh w S ????? ? 符合（ 0 ?? ） e)受液盤(pán) 采用凹形受液盤(pán)，不設(shè)進(jìn)堰口，深度為 50mm 對(duì)提溜段： a)溢流堰長(zhǎng)wl：?jiǎn)我缌魅?lW=（ ～ ） D，取堰長(zhǎng)wl為 = = 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 18 b)出口堰高Wh： OWLW hhh ?? 由/ ?， ? 查手冊(cè)得 E=,依式 41000 how wLhEl??? ???? 可得 4 2151000 hOWWLh E ml???????? 故 ? ? ? c)降液管的寬度dW與降液管的面積fA： 由/ ?查手冊(cè)得 / ? ， / ? 故 0. 15 8 0. 15 8dW D m??， 220 . 1 4 2 0 . 1 1 1 54fA D m?? ? ? 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積， 即 sLHA S Tf ?????（大于 5s，符合要求） d)降液管底隙高度oh：取液體通過(guò)降液管底隙的流速 39。 /o ms? ?（ ） 依公式：39。 0 .0 2 4 5so woLhml ????符合（ 0 ?? ） (2) 塔板布置 ①塔板的分塊 因 D≥ 800mm，故塔板采用分塊式。查表得，塔極分為 4 塊。 對(duì)精餾段： 齊齊哈爾大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 19 a)取 邊緣區(qū)寬度 Wc=(30～ 50mm),安定區(qū)寬度 sWm?，（當(dāng) D〈 時(shí)， Ws=60～ 75mm〉 b)依公式：?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 sin1802 ?計(jì)算開(kāi)空區(qū)面積得： 1 . 0 0 . 0 5 0 . 4 522CDR W m? ? ? ? ? ，? ? ? ?1 . 0 0 . 1 2 4 0 . 0 7 5 0 . 3 0 122dsDx W W? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 1 20 . 3 0 12 0 . 3 0 1 0 . 4 5 0 . 3 0 1 0 . 4 5 s in 0 . 4 9 8 01 8 0 0 . 4 5aAm ? ???? ? ? ? ? ????? c)篩孔數(shù) n與開(kāi)孔率?：取篩空的孔徑d為 mm5，正三角形排列，一般碳鋼的板厚為mm3, 取?dt，故孔中心距mmt ???