【正文】 表 41 組分的液相 密度 ρ （ kg/m3） 12 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ρ 苯 817 805 793 782 770 757 氯苯 1039 1028 1018 1008 997 985 純組分在任何溫度下的密度可由下式計算 苯 ： tA ??ρ 推薦： tA ??ρ 氯苯 ： tB ??ρ 推薦： tB ??ρ 式中的 t為溫度，℃ 塔頂： 3k g /, ?????? tρ ALD 3k g / 0 3 9800 6 5 1 2 40 6 5 1 2 4, ?????? tρ BLD 3kg/ , ?????? mLDBLDBALDAmLD ρρaρ aρ 進料板： 3k g /, ?????? tρ ALF 3k g /, ?????? tρ BLF 3, k g / ?????? mLFBLFBALFAmLFaa ???? 精餾段： ? ? 3, k g / 5 02/ 7 2 0 ???mL? mVρ, ? ? 3, k g / 7 33 1 0 7 ??? ??? m mVmmV RTMp? （五） 液體的平均表面張力 mσ 附： 表 42 組分的表面張力 σ （ mN/m） 溫度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ 苯 氯苯 雙組分混合液體的表面張力 mσ 可按下式計算： ABBABAm xx σσ σσσ ?? （ BA xx、 為 A、 B組分的摩爾分率） 計算得，塔頂： mN/, ?ADσ ； mN/, ?BDσ （ 80℃） 13 m N/ , ??????? ??? ?????????? ??DABBABAmD xσxσ σσσ 進料板： mN/, ?AFσ ； mN/, ?BFσ （ 88℃） m N/ , ??????? ??? ?????????? ??FABBABAmF xx ?? ??? 精餾段： ? ? m N / ???m? 氯苯的汽化潛熱： 常壓沸點下的汽化潛熱為 103kJ/kmol。 塔的平均溫度為 (80+)=106℃（取塔頂?shù)椎乃?術(shù)平均值），在此平均溫度下查化工原理附錄 11 得： smPa ?? ， smPa ?? 。其中，精餾段 31?TN 塊，提餾段 ?TN塊，第 4塊為加料板位置。 R 將表 31中數(shù)據(jù)作圖得 yx~ 曲線。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾過程。 二．設(shè)計方案的 特點 7 浮閥 塔應(yīng)用廣 泛， 對液體負荷變化敏感 ， 不適宜處理易聚合或者含有固體懸浮物的物料 浮閥 塔涉及液體均布問題在氣液接觸需冷卻時會使結(jié)構(gòu)復(fù)雜板式塔的設(shè)計資料更易得到 ， 而且更可靠 。整個精餾塔包括：塔釜、塔節(jié)、進料罐、進料預(yù)熱器、塔釜液儲罐、塔頂冷凝器、回流比控制器、產(chǎn)品儲罐等。 六．設(shè)計內(nèi)容 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； （可根據(jù)實際情況選作）； 。原料液中含氯苯為 38%（以上均為質(zhì)量 %）。 二．操作條件 4kPa（表壓）； ，自選； ，自選； (表壓 )； ； 三．塔板類型 篩板或浮閥塔板（ F1型）。 3 七．設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 苯 氯苯純組分的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù) 溫度，（℃ ） 80 90 100 110 120 130 ?ip Pa 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 其他物性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊。塔壓降由變送器測量，塔釜上升蒸汽量可通過采用釜液溫度或靈敏板進行控制，塔壓可采用穩(wěn)壓閥控制，并可裝載自動安全閥。浮閥 塔更適合 塔徑不很大 ， 易氣泡物系 ，腐蝕性物系 ， 而且適合真空操作 。設(shè)計中采用泡點進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。 二．全塔的物料衡算 （一）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率 苯和 氯苯的相對摩爾質(zhì)量分別為 kg/kmol 和 。 9 圖 31 苯 — 氯苯混合液的 x— y 圖 在 yx~ 圖上，因 1?q ，查得 ?ey ，而 ?? Fe xx ， ?Dx 。 （二）實際塔板數(shù) pN TE 選用 mTE μl o ?? 公 式 計 算 。 ? ? ? ? 2 6 9 0 0 ????????? FBFAm xx ??? 6 9 o g6 1 o g6 1 ????? mTE ? pN （近似取兩段效率相同） 精餾段： ??pN 塊，取 61?pN 塊 提餾段： ??pN 塊，取 112?pN 塊 總塔板數(shù) 1721 ??? ppp NNN 塊。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示： 112 ???????? ??? tt ttrrcc （氯苯的臨界溫度： C?? ） （六）液體的平均粘度 mLμ, 塔頂：查化工原理附錄 11，在 80℃下有： ? ? ? ? sm P a ???????? , DBBDAAmLD xμxμμ 加料板： sm P a3 1 9 0 , ??????mLF? 精餾段： ? ? sm P a3 1 7 , ????mL? 五．精餾段的汽液負荷計算 汽相摩爾流率 ? ? k m o l / 3 5 15 4 ????? DRV 汽相體積流量 / 3, ????? mVmVs VMV ? 汽相體積流量 /h6 4 9 4 . 4 m/ 33 ??hV 液相回流摩爾流率 k m o l/ 5 15 4 ???? RDL 液相體積流量 /sm00 3, ????? mLmLs LML ? 液相體積流量 /h8 . 2 4 m/sm0 0 2 2 33 ??hL 冷凝器的熱負荷 ? ?? ? kW1 5 9 33 6 0 0/3 1 3 5 ???? VrQ 14 六．塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算 （一）塔徑 mm450?TH 及板上液層高度 mm60?Lh ，則： ???? LT hH Smith 法求取允許的空塔氣速 maxu （即泛點氣速 Fu ） 0 2 1 5 08 0 0 0 2 2 ??????????????????????????????VLssVL ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ?C 負荷因子 08 20 20 ??????????????? ?CC 泛點氣速： ? ? ? ? ????? VVLCu ??? m/s ，則空塔氣速為 m / s9 6 6 m a x ?? uu m5 4 6 6 ????? uVD s ? 圓整取 mm1600?D ，此時的操作氣速 m/?u 。 液體在降液管內(nèi)的停留時間 ????? sTf LHA? （滿足要求） （ 4）降液管的底 隙高度 oh 液體通過降液管底隙的流速一般為 ~，取液體通過降液管底隙的流速m/??ou ，則有： m0 2 9 0 0 2 2 ????? ow so ul Lh （ oh 不宜小于 ~，本結(jié)果滿足要求） （ 1）邊緣區(qū)寬度 cW 與安定區(qū)寬度 sW 邊緣區(qū)寬度 cW ：一般為 50~75mm， D 2m時， cW 可達 100mm。 每層塔板的開孔數(shù) 15 101155101155 2323 ?????????? ?????????? ?? aAtn（孔） 每層塔板的開孔率 ? ? 10 390 ??? odtφ（ φ 應(yīng)在 5~15%，故滿足要求） 每層塔板的開孔面積 ???? ao AA ? 氣體通過篩孔的孔速 m / 4 ??? oso AVu （三）篩板的流體力學(xué)驗算 (1)由 ???d 查圖 510得 c0 = m0 4 6 5 0 7 5 5 22 ?????????????????LVooc Cuh ?? (2)氣體通過液層的阻力 hl 由下式計算 hh Ll ?? 1 1 2 5 8 0 ????? AA Vu fT sa m/s )/( 2/12/10 mskgvauF ???? ? 17 查表 511，得β =. 液柱mhhhh owwLl )()( ?????? ?? （ 3）液體表面張力的阻力 h? 計算 液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 h? 由下式計算 液柱mg dhLL 0 0 2 0 5 0 30??? ???? ?? ?? 氣體通過每層塔板的液柱高度為 液柱 m0 8 0 2 3 4 4 6 ??????? ?hhhh lcp 氣體通過每層塔板的壓降為 0 . 7 k P ak P ???????? pLp ghp ? （滿足工藝要求） 對于篩板塔，液面落差很小，且本案例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 3/23/2m i n, ?????????????????? swsow Ll LEh / 34m in, ???sL （ 77） 21 圖 71精餾段篩板負荷性能圖 在負荷性能圖上，作出操作點 A，連接 OA，即作出操作線。 （二）塔頂空間 HD 塔頂空間（見圖 81）指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂空間的距離。對于處理不需要經(jīng)常清洗的物料，可隔 8～ 10塊塔板設(shè)置一個人孔；對于易結(jié)垢、結(jié)焦的