【正文】 29 頁 精餾段實際板層數(shù) 28%5616 ??精N 提留段實際板層數(shù) ??%568提N14 總塔板數(shù) N=42 化工原理課程設(shè)計 第 11 頁 共 29 頁 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 1 操作溫度的計算 查 tx 圖得 則精餾段平均溫度 Ctm ??75 提留段平均溫度 87 全塔平均溫度 Ctm ??81 2 平均摩爾質(zhì)量的計算 塔頂平均摩爾質(zhì)量 ?y 查平衡曲線得 ?x k m o lkgM mVD /9 8 0 9 ????? k m o lkgM mLV /9 8 )9 9 (329 9 ?????? 進料板平均摩爾質(zhì)量 查 , ?? FF yx k m o lkgM mVF /)( ?????? k m olkgM mLF /)2 3 (322 3 ?????? 塔釜平均摩爾質(zhì)量 查 0 1 6 2 ,0 0 2 ?? WW yx k m olkgM mVW /)0 1 62 (320 1 62 ?????? k m olkgM mLW /)0 0 (320 0 ?????? 精餾段平均摩爾質(zhì)量 k m olkgM mV / ??? 化工原理課程設(shè)計 第 12 頁 共 29 頁 k m olkgM mL / 2 ??? 提留段平均摩爾質(zhì)量 k m olkgM mV / ??? k m olkgM mL / ??? 3 平均密度的計算 （ 1） 氣相平均密度的計算 由理想氣體狀態(tài)方程得 RTMP?? 精餾段氣體平均密度 3/0 4 3 ) 7 3(3 1 0 mkgmV ??? ??? 提留段氣體平均密度 3/7 5 6 ) 7 3(3 1 0 mkgmV ??? ??? （ 2） 液相平均密度的計算iia?? ??1 塔頂： Ctd ?? 查得 33 /,/22 mkgmkg OHCHOH ?? ?? 3/ 4 7 8 5 4 3 1 mkgmLD ???? 進料板： Ctf ?? 查得 33 / 2 8,/ 7 222 mkgmkg OHCHOH ?? ?? 2 ??????OHCHa 3/6 3 0 6 3 0 1 mkgmLF ????? 塔釜： Ctw ?? 查得 3/ 582 mkgOH ?? 3/ 5 82 mkgOHLM m ?? ?? 化工原理課程設(shè)計 第 13 頁 共 29 頁 則精餾段液相平均密度： 3/ 52 4 mkgmL ???? 提餾段液相平均密度： 3/ 02 2 mkgmL ???? 4 液相平均表面張力計算 （ 1） 塔頂：由 Ctd ?? 查得 mmNmmN OHCHOH /,/22 ?? ?? mmNmLD / 0 9 ?????? （ 2） 進料板： Ctf ?? 查得 mmNmmN OHCHOH /,/22 ?? ?? mmNmLF / 6 5 3 4 ?????? （ 3） 塔釜： Ctw ?? 查得 mmNmmN OHCHOH /,/22 ?? ?? mmNmLW /)0 0 ( 0 ??????? 精餾段液相平均表面張力： mmNmL / ???? 提餾段液相平均表面張力： mmNmL / ???? 5 液體平均粘度計算 液相平均粘度依下式計算，即 iiL xm ?? lglg ?? （ 1） 塔頂液相平均粘度的計算 由 Ctd ?? 查得 sm P asm P a OHCHOH ???? ,22 ?? smP aL DmL Dm ??????? ?? （ 2） 進料板液相平均粘度的計算 Ctf ?? 查得 sm P asm P a OHCHOH ???? ,3 5 22 ?? smP aL F mL F m ???????? )( ?? （ 3） 塔釜液相平均粘度 Ctw ?? 查得 sm P asm P a OHCHOH ???? ,2 8 22 ?? smP aL W mL W m ??????? ?? 精餾段液相平均粘度 : sm P aLm ???? ? 化工原理課程設(shè)計 第 14 頁 共 29 頁 提餾段液相平均粘度 : sm P aLm ???? 30 28 ? 精餾塔塔體工藝尺寸計算 塔徑的計算 （ 1） 精餾段 精餾段的氣液相體積流率： smVMV VmVms / 3????? ? smLML LmLms / 3????? ? 最大空塔氣速VVLCu ? ?? ??max ,其中 )( ?CC ? ， 20C 可由斯密斯關(guān)聯(lián)圖查得。 橫坐標(biāo) ????? VLsslv VLF ?? 取板間距 mHT ? ，板上清液層高度 mhL ? ，則 mhH LT ?? ，查斯密斯圖得 ?C 。 則氣體負(fù)荷因子 ) ( ???? ?C 最大空塔氣速 smu /2 8 4 2 0 4 2 7 50 8 3 m a x ???? 取安全系數(shù)為 ，則 smuu /3 6 9 8 m a x ???? 塔徑 muVD S 6 0 6 9 3 8 0 39。 ????? ?? 按 照標(biāo)準(zhǔn)塔徑規(guī)整后 mD ? 化工原理課程設(shè)計 第 15 頁 共 29 頁 塔截面積為 222 3 8 mDAT ????? ?? 實際空塔氣速： smAVu Ts / ??? （ 2） 提餾段 提餾段氣液相體積流率 smMVV VmVms /4 1 5 6 0 0 6 0 0 3* ????? ? smMLL LmLms /0 0 0 7 0 8 8 03 6 0 0 2 23 6 0 0 3* ????? ? 最大空塔氣速VVLCu ? ?? ??max ,其中 )( ?CC ? ， 20C 可由斯密斯關(guān)聯(lián)圖查得。 橫坐標(biāo) 0 5 8 1 7 5 6 8 04 1 5 0 0 7 0 8 ????? VLsslv VLF ?? 取板間距 mHT ? ，板上清液層高度 mhL ? ，則 mhH LT ?? ，查斯密斯圖得 ?C 。 則 ) ( ???? ?C 最大空塔氣速 smu / m a x ???? 取安全系數(shù)為 ，則 smuu / m a x ???? 塔徑 muVD S 39。 ????? ?? 按照標(biāo)準(zhǔn)塔 徑規(guī)整后 mD ? 塔截面積為 222 2 8 2 mDAT ????? ?? 實際空塔氣速： smAVu Ts /4 7 8 2 4 1 5 ??? 精餾塔有效高度的計算 化工原理課程設(shè)計 第 16 頁 共 29 頁 精餾段有效高度： )1( ??????? NZ 提餾段有效高度： )1( ??????? NZ 在進料板上方開一人孔，其高度為 ，則精餾塔的有效高度為 mZ ,5 ???? 塔板主要工藝尺寸計算 1 溢流裝置計算 因塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。各項計算如下：（ 1） 堰長 mlw ??? （ 2） 溢流堰高度 owLw hhh ?? 選用平直堰，堰上液層高度 hOW= 323600 ???????? ?WS LLE ，取 E=1，則 精餾段： hOW= m0 0 4 7 2 3 6 0 00 0 0 2 9 2 0 0 32 ??????? ??? mhhh owLw 0 5 5 2 0 4 7 2 ????? 提餾段： hOW= 0 0 8 5 3 6 0 00 0 0 7 0 8 0 0 32 ??????? ???m mhhh owLw 0 5 1 4 0 8 5 ????? （ 3） 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 ?Dlw 查圖得， 1 ,0 ?? DWAA dTf 故 mA f ??? ， mW d 0 7 2 ??? 依式sTfLHA?? 驗算液體在降液管中的停留時間 化工原理課程設(shè)計 第 17 頁 共 29 頁 精餾段： 0002 ????s5s 提餾段： ????5s，故降液管設(shè)計合理 (4)降液管底隙高度 0h 取降液管底隙流體流速 smu /39。0 ? 精餾段： mulLh ws 0 0 7 4 5 6 0 0 3 6 0 00 0 0 2 9 2 6 0 0 39。00 ??? ???? mmhh w ????? 提餾段： mulLh ws 0 1 8 0 6 0 0 3 6 0 00 0 0 7 0 8 6 0 0 39。00 ??? ???? mmhh w ????? 故降 液管設(shè)計高度合理 選用凹形受液盤，深度 mmhw 5039。 ? 2 塔板的布置 （ 1） 分塊 因 D800mm，故塔板采用整塊式。 （ 2） 邊緣區(qū)寬度的確定： mWmWW css , 39。 ??? （ 3） 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積按照式 ?????? ???? ? )(s in1802 1222 rxrxrxA a ?計算，其中 mWWDx sd )(2/)(2/ ??????? mWDr c ????? 21222 2 16 ) 2 (s i 802 76 mA a ??????? ???? ?? 3 浮閥計算及 排列（見附圖 2） （ 1） 閥孔氣速 VuF ?00 ? ， 0F 在 9 至 12 之間，取 110?F 精餾段： smFuV/ 1100 ??? ? 化工原理課程設(shè)計 第 18 頁 共 29 頁 （ 2） 浮閥數(shù) 精餾段： 4 2020????? ?? udVN s ，所以取 N=30 提餾段： 0 3 4 1 5 4 2020????? ?? udVN s ，所以取 N=28 （ 3） 開孔率 塔板開孔率 = %%100 ???uu （ 4） 閥孔的排列 浮閥排列方式采用等邊三角形叉排。去同一橫排的孔心距 t=75mm=，則估算排間距 t’ = 浮閥排列圖 化工原理課程設(shè)計 第 19 頁 共 29 頁 浮閥塔流體力學(xué)性能驗算 氣體通過浮閥塔的靜壓頭 ?hhhh cf ??? 1 精餾段： （ 1） 干板靜壓頭 ch 臨界孔速 uoc= ????????v?= ??????? 所以采用 hc= 2 ??? = （ 2） 板上層阻力 1h mhh L ???? ? （ 3） 液體表面張力所造成的靜壓頭 hgh L??? 2?，由于 ?h 很小可忽略不計。 提餾段： （ 1） 干板靜壓頭 ch 臨界孔速 uoc= ????????v?= ??????? 所以采用 hc= 1 7 ?? 化工原理課程設(shè)計 第 20 頁 共 29 頁 （ 2） 板上層阻力 1h mhh L ???? ? （ 3） 液體表面張力所造成的靜壓頭 hgh L??? 2?，由于 ?h 很小可忽略不計。 液泛、液沫夾帶、漏液 （ 1） 液泛 wdwfd hhhhhH 0?????? mhhhh cf ?????? ? mhh ww 0 0 7 1 6 ,0 5 5 2 0 ?? 塔板設(shè)置進口堰 mhl Lh w sd 0 0 0 9 7 9 )0 1 8 0 0 0 0 7 0 8 2 (1 5 )(1 5 220 ???? 所以得 mH d ????? mhHH wTd )()(0 ?????? ? （ 2） 液沫夾帶 泛點率 = bFLSVLVSAKCZLV ?? ?? ? 100% ZL=D－ 2Wd=－ 2 ＝ 查得Ｃ f （精） = Ｃ f