【正文】 μ LDm = +() = 六、精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流量為： Vs1=V VmM /(3600 Vm? )= (3600 )= /s Ls1=L LmM /(3600 Lm? )= (3600 )= /s 同理可得 Vs2= /s Ls2= /s Vs3= /s Ls3= /s 13 由 2/1m a x )/)(( VVLCu ??? ?? 式中 C由 )20/( LCC ?? 算得，其中 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得，圖的橫坐標(biāo)為： )3600*(3600**)(/)/( 2/12/1 ??hhVL VL?? 取板間距 HT=，板上液層高度 hL= 那么 HThL= 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20C = 0 7 1 )20/(*0 7 )20/( ??? LCC ? smCu VVL /))((0 7 1 )/)(( 2/12/1m a x ????? ??? 取安全系數(shù)為 ，那么 u==*=塔徑 D為： muVsD )*4()/4( ????? ? 按標(biāo)準(zhǔn)圓整后取 D= 塔截面積 222 *??? ? 實(shí)際空塔氣速： smAVsu T /8 6 0 ??? 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度： Z 精 =（ N精 1） *HT=15*= 提餾段有效高度： Z 提 =（ N提 1） *HT=13*= 設(shè) 3個(gè)人孔，其高度為 . 故精餾塔的有效高度為 Z=++*3+*3= 七、塔板主要工藝尺寸計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D= 故選用單溢流弓形降液管 ,采用凹型受液盤，不進(jìn)口堰，各項(xiàng)計(jì)算如下： 7. lw: 取堰長(zhǎng) lw==*= hw: hw=hLhow ,239。= 則 ho1=(*) = hw1 h01 == 同理可得 hw2h02== hw3 h03 == 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 7. 因 D=800mm,故塔板采取分塊式 7. 取閥孔動(dòng)能因子 F0=10，孔速 smFu V /??? ? 每一層塔板上的浮閥數(shù) N： 58)**4/()*4//( 20201 ??? udV sN ? 同理可得 N2=59 N3=60 取邊緣區(qū)寬度 wc = 取破沫去寬度 WS= WS’ = 7. 開孔區(qū)面積 Aa按 2 2 22 a r c s i n180a xA x R x R R???? ? ?????計(jì)算 R=D/2Wc=== 15 x=D/2(Wd+Ws)=(+)= 把數(shù)據(jù)代入得 Aa= ㎡ 7. 浮閥排列按等腰三角形排列，取孔心距 t 為 t=75mm 考慮到塔的直徑較 大 ，采用 分 塊式塔板， 浮法排列方式為正三角形排列， 則估算排間距取 取孔心距 t 為 t=75mm= mmmtNAat 4 6 )0 7 *58/(2 0 )*/(39。 塔頂?shù)诙K板塔板開孔率 =u/u0=同理可得 取 精餾塔進(jìn)料口上第三板 塔板 閥孔動(dòng)能因子 F0=11 精餾塔進(jìn)料口上第三板 塔板 開孔率 =u/u0= 精餾塔進(jìn)料口下第二板 塔板 精餾塔進(jìn)料口下第二板 塔板 精餾塔進(jìn)料口下第二板 塔板 閥孔動(dòng)能因子 F0=11 精餾塔進(jìn)料口下第二板 塔板開孔率 =u/u0=八、塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板的壓降 ： 由式 p C IH h h h?? ? ?得 Ch 的計(jì)算 : smu Vc /??? ? 同理可得 uc20=c20=因?yàn)?uouoc故可以 液柱mguh LVC )**2/(**)**2/(* 2201 ??? ?? 同理可得 hc2= hc3= hI的計(jì)算 : 16 由液相為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) ξ 0= hI=ξ 0hL =*= ?h ： 此阻力很小，可以忽略不計(jì)。0 01 . 3 6100vms s LL m v mFbV L ZK C A??? ????精精 精, 板上液體流經(jīng)長(zhǎng)度 ZL=D2Wd=*= 板上液體面積 Ab=AT2Af=*= 苯和甲苯按正常系統(tǒng)取物性系數(shù) K=，由泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖查得 CF1= CF2= CF1= 泛點(diǎn)率 = %%100)() ( ????????? 同理可得精餾塔進(jìn)料口上第三板泛點(diǎn)率 =％ 精餾塔進(jìn)料口下第二板泛點(diǎn)率 =％ 17 泛點(diǎn)率 = %)( %100)(???????????? TFVLV AKC??? 同理可得精 餾塔進(jìn)料口上第三板泛點(diǎn)率 =％ 精餾塔進(jìn)料口下第二板泛點(diǎn)率 =％ 依倆式算出泛點(diǎn)率均在 70％以下， 故知霧沫夾帶量能滿足 ev＜ kg（液） /kg（氣）的要求 九、塔板的負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶線 依據(jù)泛點(diǎn)率39。 即： ?????? ???????? 3/20202 )3 6 0 0(1 0 0 )1()(1 5 )( 0 w sww sLVwT l LEhhl LguhH ??? 因 HT,hw、 ho、 lw、 NdVu sLV 4/2000 ????? ?均為定值，且及、 ，把有關(guān)數(shù)據(jù)代人整理得液泛線： 3/222 ????SLLV SS 任意取五點(diǎn)坐標(biāo)如下： 18 （ ， ） ,(,06143),(,),和（ ， ）（ ，） 在 VsLs 圖中 作出液泛線（ 2）， 同理可得精餾塔進(jìn)料口上第三板液泛線： 3/222 ????SLLV SS 任意取五點(diǎn)坐標(biāo)如下： （ ， ） ,(,),(,)和（ ， ）（ ，） 在 VsLs 圖中作出液泛線（ 2）， 同理可得精餾塔進(jìn)料口下第二板液泛線： 3/222 ???? SLLV SS 任意取五點(diǎn)坐標(biāo)如下： （ ， ） ,(,),(,),和（ ， ）（ ，） 在 VsLs 圖中作出液泛線（ 2） 液體負(fù)荷上限線 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于 35s，液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 . 39。 塔頂?shù)诙遑?fù)荷性能圖010 L s / （m ^ 3 / s ）Vs/（m^3/s）系列1系列2系列3系列4系列5系列6 十、操作彈性計(jì)算 依附圖中的 R1 VsLs 圖可知， smVS / 3m ax ? 因 smVS / 3m in ? 故 操作彈性 =VSmax/VSmin= 精餾塔進(jìn)料口上第三板負(fù)荷性能圖010 L s / （m ^ 3 / s ）Vs/（m^3/s）系列1系列2系列3系列4系列5系列6 20 十一、操作彈性計(jì)算 依附圖中的 R1 VsLs 圖可知， smVS / 3m ax ? 因 smVS / 3m in ? 故 操作彈性 =VSmax/VSmin=精餾塔進(jìn)料口上第三板負(fù)荷性能圖010 L s / （m ^ 3 / s ）Vs/（m^3/s）系列1系列2系列3系列4系列5系列6 十二、操作彈性計(jì)算 依附圖中的 R1 VsLs 圖可知， smVS / 3m ax ? 因 smVS / 3m in ? 故 操作彈性 =VSmax/VSmin=十三、塔壁厚計(jì)算 取每年腐蝕 ，因限制用年數(shù)為 15 年，年壽終了的最低 mm4?? 那么壁厚 mmmm )(m in ????? 故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚 10mm 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算結(jié)果 塔頂?shù)诙K塔板 (最大 ) 精餾塔進(jìn)料口上第三板 精餾塔進(jìn)料口下第二板 1 溫度 t ℃ 2 壓力 Pm kpa 3 平均流量 氣相 Vs m3/s 4 液相 Ls m3/s 7 塔徑 D m 平均氣相摩爾質(zhì)量 M Kg/Kmol 平均液相摩爾質(zhì)量 M Kg/Kmol 氣相平均密度 ρ Kg/m3 液相平均密度 ρ Kg/m3 塔截面積 TA 2m 21 8 板間距 H m 10 空塔氣速 u m/s 11 溢流裝置 溢流管形式 弓形 弓形 弓形 12 溢流堰長(zhǎng)度 Lw m 13 溢流堰高度 hw m 14 板上液層高度 hL m 15 堰上液層高度 how m 16 破沫去寬度 Ws m 17 邊緣區(qū)寬度 Wc m 18 開孔區(qū)面積 Aa m2 19 閥孔直徑 d m 20 浮閥數(shù) 個(gè) n 個(gè) 58 59 60 21 閥孔氣速 u0 m/s 22 閥孔動(dòng)能因數(shù) F0 10 11 11 23 開孔率 % 24 孔心距 t m 25 排間距 t′ m 26 塔板壓降 Δ P pa 27 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí) 間 ? s 28 底隙高度 ho m 30 泛點(diǎn)率， % 31 液相負(fù)荷上限 Ls max m3/s 32 液相負(fù)荷下限 Ls min m3/s 33 氣相負(fù)荷下限 Vs min m3/s 34 操作彈性 十四、塔附件及總高度的計(jì)算 塔頂空間 DH 為了安裝人孔及破沫網(wǎng)，取塔頂 mHD ? 進(jìn)料板高度 FH 安裝人孔及氣液相進(jìn)料，取 DH 稍大一點(diǎn)，所以 mHF ? 塔底空間 假定塔底空間依儲(chǔ)存液量停留 3分鐘，那么塔底液高： ALth SW?? 0 2 0 0 2 3 3 ???? 22 取塔底液面距最下面一層板留 米，故塔底空間 mhW ? 封頭高度 1H mDH ???? 裙座高度 2H mH ? 塔壁厚計(jì)算 取每年腐蝕 ，因限制用年數(shù)為 15 年，年壽終了的最低 mm4?? 那么壁厚 mmmm )(m in ????? 故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚 10mm 塔總高度 mH ??????? 十五、熱量衡算 塔頂全凝 器 Qc(以 1 秒鐘計(jì)算 ) 因?yàn)樗斀M成苯的含量很高，現(xiàn)用苯的參數(shù)來(lái)求對(duì)應(yīng)其溫度的焓為： 由 CtD ?? ，查手冊(cè)得其溫度的 kgkJkgk ca lC P ??苯 kgkJI LD )(9 7 ???? kgkJkgk c a lI L ??塔底 , kgkJkgk c a lI V 5 3 2 ??塔頂 所以 ????? )()1(1 LVtC IIDRQ 塔底塔頂 0 6 2) 9 5 6( ?? skJIIDRQ LDLC )()1(2 ??????? ）（塔底 故總負(fù)荷 skJQ CCC ??? 全凝器的傳熱面積 A 依以上可知 )30( CTCT D ?? ?）（塔頂 )25()45( 12 CtCt ?? ? t? ? 5C? 故 Ctt ttt m ?????? ????? ) ( )ln ( 12 12 因?qū)儆谝?— 汽傳熱，故可取 K=1000w/m2 ℃ 23 所以其傳熱面積 mtKQA mC ?? ???? 全凝器清水的用量 依 tmCQ pC ?? 水 ,查手冊(cè) 45?t C? 時(shí)水的比熱 kgJCP 4174? ,? t= C? 故把數(shù)據(jù)代入求得 m= skg 故一年的用水量 年萬(wàn)噸總 9 1 3 0243 6 0 ?????m 塔底再沸器 QB (以 1 秒鐘來(lái)算 ) 全塔的熱量衡算式 LWLDCFB WIDIQFIQ ???? ,且 0???? LV FV II IIq 由進(jìn)料溫度為 ℃，由手冊(cè)查得其對(duì)應(yīng)溫度苯的汽化熱為 ,甲苯汽化熱為 。經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，讓我更加深入了解到塔的種類及它們的優(yōu)缺點(diǎn)，特別是浮閥塔和篩板塔的各自優(yōu)點(diǎn)，以及怎樣做出一個(gè)塔，而且從這次課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，我更深入理解了精餾塔個(gè)個(gè)階段的不同因素，讓我對(duì)精餾塔的原理這一章深入的了解，知道了最小回流比和它們對(duì)理論塔板數(shù)的影響