【正文】 0 . 5 1 0 . 50 .7 9 3 .1 2 1 .3 9 5a a VF u k g s m? ??? ? ? ? ? ? 由 o? 與 aF 關(guān)聯(lián)圖查得板上液層充氣系數(shù) o? =，依式 0 .6 0 .0 6 0 .0 3 6l o Lh h m?? ? ? ? 3）液體表面張力 ?h 計(jì)算 依式 304 4 1 8 . 4 9 1 0 0 . 0 0 1 9 0 . 0 0 27 8 1 . 9 3 9 . 8 1 0 . 0 0 5Lh m mgd??? ???? ? ? ??? 故 0. 04 6 0. 03 6 0. 00 2 0. 08 4p c lh h h h m?? ? ? ? ? ? ? 則單板壓強(qiáng)： 0 .0 8 4 7 8 1 .9 3 9 .8 1 6 4 4 .3 4 0 .9P p LP h g P a k P a?? ? ? ? ? ? ? 2. 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 4. 漏液 由式 ? ? VLLow hhC ??? ? / 0 ??? 得 ? ? 8 0 1 . 8 94 . 4 0 . 7 7 2 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 6 0 . 0 0 22 . 9 5ow? ? ? ? ? ? ? /ms? 篩板的穩(wěn)定性系數(shù) 0 1 1 .5 6 1 .9 3 1 .55 .9 8OWK ??? ? ? ?，故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量漏液。 65ssW W m?? b)開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 ： ?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 s i n1802 ? 0 .8 0 .0 3 5 0 .3 6 522CDR W m? ? ? ? ?， ? ? ? ?0 . 8 0 . 0 9 9 0 . 0 6 5 0 . 2 3 622dsDx W W? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 1 20 . 2 3 62 0 . 2 3 6 0 . 3 6 5 0 . 2 3 6 0 . 3 6 5 s in 0 . 3 1 91 8 0 0 . 3 6 5aAm ? ???? ? ? ? ? ????? c)篩孔數(shù) n 與開(kāi)孔率 ? ： 取篩空的孔徑 0d 為 mm5 ，正三角形排列，碳鋼 板厚為 mm3 ,取 ?dt ， 故孔中心距 mmt ??? 14 篩孔 數(shù) 3221 .1 5 5 1 1 5 5 1 0 0 .3 1 9 1 6 3 81 5 .0anAt ?? ? ? ? ?個(gè)， 開(kāi)孔率 220 7 7 %15()t d? ??? ? ? ????? 則每層板上的開(kāi)孔面積 0A 為 20 0 .1 0 1 0 .3 1 9 0 .0 3 2aA A m?? ? ? ? ? 氣體通過(guò)篩孔的氣速為00 .3 6 1 1 .2 5 /0 .0 3 2So V msA? ? ? ? 提餾段 篩孔數(shù)、開(kāi)孔率與精餾段相同 氣體通過(guò)篩孔的氣速為 39。 0 .0 0 2 0 4fTsAH sL? ?? ? ?（大于 5s，符合要求） 4) 降液管底隙高度 oh ：取液體通過(guò)降液管底隙的流速 39。39。 6 4 . 3 9 8 9 . 3 6 0 . 0 0 2 0 4 /3 6 0 0 3 6 0 0 7 8 1 . 9 3LmLmLML s m s? ?? ? ?? 0. 00 20 4 36 00 7. 36 /hL m h? ? ? 四、 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計(jì) 1. 塔徑計(jì)算 初選板間距 ? ，取板上液層高度 mhL ? ， 故 0 .4 0 0 .0 6 0 .3 4TLH h m? ? ? ?； 1 12 01 12 80 9 51 3 6 5S L mS v mLV ??? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ????? ? ? ? 查教材 P161圖 得 C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 校正物系表面張力為 /mN m 時(shí) 0 . 2 0 . 220 2 0 . 1 30 . 0 7 0 . 0 7 0 12 0 2 0CC ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? m a x 8 0 1 . 8 9 2 . 9 50 . 0 7 0 1 1 . 1 5 4 /2 . 9 5LVVC m s??? ?? ?? ? ? ? 可取安全系數(shù)為 ，則 m a x0 .8 0 .8 1 .1 5 4 0 .9 2 3 /ms??? ? ? ? 故 4 4 0 .3 6 0 .7 03 .1 4 0 .9 2 3SVDm?? ?? ? ?? 所求塔徑符合標(biāo)準(zhǔn)，不需圓整，空塔氣速為 對(duì)提餾段： 初選板間距 ? ，取板上液層 高度 ? ， 故 0 .4 0 0 .0 6 0 .3 4TLH h m? ? ? ?； 1 12 02 04 78 3 87 7 2S L mS v mLV ??? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ????? ? ? ? 查教材 P161 圖 得 C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 12 校正物系表面張力為 /mN m 時(shí) 0 . 2 0 . 220 1 8 . 4 90 . 0 6 8 0 . 0 6 6 92 0 2 0CC ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 39。339。 s 精餾段液相平均粘度為 μ Lm=(+)/2= mPa s lg μ LFm= lg()+ () lg() 解出 μ LFm= mPa s μ B= mPa 三、 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 1. 操作壓力計(jì)算 塔頂操作壓力 DP =+4= kPa 每層塔板壓降 △ P＝ kPa 塔底 操作 壓力 wP =+? 24= kPa 進(jìn)料板操作壓力 FP =+? 11= kPa 精餾段平均壓力 P m ＝（ +） /2＝ kPa 提餾段平均壓力 P m =（ +） /2 = kPa 2. 操作溫度計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由通過(guò)試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由 安托尼方程計(jì)算，計(jì)算過(guò)程略。7x? ； 39。5x? ； 39。3x? ； 39。39。1x? ， 39。 8 11. 07 1 28. 08 64. 39 /L R D qF k m ol h? ? ? ? ? ? ? 4. 求操 作線方程 精餾段方程為：1 0 . 7 6 6 0 . 2 2 711 Dn n nxRy x xRR? ? ? ? ??? 提餾段方程為： 39。 T=100 C ,? =。 5 （三） 塔工藝計(jì)算 一、 精餾塔物料衡算 1． 原料液及塔頂產(chǎn)品的 摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 / / / ??? 0 . 9 7 7 8 . 1 1 0 . 9 7 40 . 9 7 7 8 . 1 1 0 . 0 3 9 2 . 1 3Dx ??? 2. 原料液及塔頂產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 88 78. 11 12 92. 13 86. 568FM k g k m ol? ? ? ? ? 74 78. 11 26 92. 13 78. 475DM k g k m ol? ? ? ? ? 3. 由 物料衡算 計(jì)算塔底產(chǎn)品的摩爾分率及平均摩爾質(zhì)量 原料處理量 31 7 5 0 0 1 0 / 2 8 . 0 83 0 0 2 4 8 6 . 5 6 8F k m o l h k m o l h??? ? ? 總物料衡算 =D＋ W 苯 塔頂回收率 (D )/(F )= 聯(lián)立解得 D＝ kmol/h W= kmol/h 式中 F原料液流量 D塔頂產(chǎn)品量 W塔底產(chǎn)品量 由 苯物料衡算 ＝ ＋ Wx 解得 Wx = 二、 塔板數(shù)確定 1．苯 甲苯相對(duì)揮發(fā)度確定 根據(jù)表 2 計(jì)算各溫度下相對(duì)揮發(fā)度，得以下計(jì)算結(jié)果： T= C ,? =。 (４ ) 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低 30％左右。 塔板的類(lèi)型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開(kāi)有許多均布的篩孔，孔徑一般為3~8mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。 4 （二） 概述 一、 精餾基本原理 精餾操作就是利用液體混合物在一定壓力下各組分揮發(fā)度不同的性質(zhì)，在塔內(nèi)經(jīng)過(guò)多次部分汽化與多次部分冷凝， 使各組分得以完 全分離的過(guò)程。 化工原理課程設(shè)計(jì) 書(shū) 苯 — 甲苯 精餾 塔設(shè)計(jì) 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 2 目 錄 （一） 化工原理設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ...........................................