【正文】 MLFm= +() =精餾段平均摩爾質(zhì)量的計算 MVm=（ +） /2=MLm=（ +） /2= 平均密度計算 氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 3mmmVM /)( mkgRT M V ??? ???? 液相平均密度計算 液相平均密度依下式計算 iia ?? //1 LM ?? （ 11） 塔頂液相平均密度的計算 由 tD=℃ ,查“化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 有機卷 1” P305 得 3A / m?? 3/ mB ?? 3L / 41/ 59/ 812. 1 mDm ???? 進料板液相平均密度的計算 由 tF=99℃ ,查手冊得 3A / m?? 3/ mB ?? 進料板液相的質(zhì)量分率 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 13 A ???? ?? 3LF /.1kg792/ ???? 精餾段液相平均密度為 3LM / 0 22/).17 9 1 2( m???? 液體平均表面張力計算 液相平均表面張力依下式計算，即 iix ?? /LM ?? （ 12） 塔頂液相平均表面張力的計算 由 tD=℃ ,查手冊得 mmNA /?? mmNB /?? mmNL Dm /3 3 3 3 6 ?????? 進料板液相平均表面張力的計算 由 tF=99℃ ,查手冊得 mmNA /?? mmNB /?? mmNL F m / 0 2 2 7 ?????? 精餾段液相平均表面張力為 mmNLm /4 8 ) 3 ( ???? 液體平均粘度計算 液相平均粘度依下式計算，即 iiLm x ?? lglg ?? （ 13） 塔頂液相平均粘度的計算 由 tD=℃ ,查“化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 有機卷 1” P303 得 ?? mA? ?? mB? l g 0 . 3 0 g 0 . 3 0 ??L D m? 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 14 ?? mL D m? 進料板液相平均粘度的計算 由 tF=99℃ ,查“化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 有機卷 1” P303 得 ?? mA? ?? mB? l g 0 . 2 6 g 0 . 2 5 ??L F m? sm P ??L F m? 精餾段液相平均粘度為 samLm ???? )(? 第五章 提餾段工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 操作壓力計算 塔底操作壓力 PD=+ 27= 每層塔板壓降 △ P = 進料板壓力 PF=+ 10= 提餾段平均壓力 Pm=(+)/2= 操作溫度計算 依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中苯甲苯的飽和蒸氣壓由安東尼方程計算，計算過程略。3600Lh ulWh? （ 83） 取 u’ 0=則精餾段 ： 0 ??? ?? hwh0== 提餾段 ： 57h 0 ??? ?? hwh0== 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 邊緣區(qū)寬度的確定 取 Ws=W’ s=， Wc=。 漏液 對 篩板塔，漏液點氣速 u0,min可如下計算 ? ? VLL hhCu ??? / 0 5 0m i n,0 ??? （ 94） ? ? sm /8 4 ??????? 實際孔速 u0=u0,min 穩(wěn)定系數(shù)為 in,0 0 ???? u uK 故在本設(shè)計中無明顯漏液。 液沫夾帶 液沫夾帶量由式 ????????????fTaLV hHue ? 計算 （ 97） mhh Lf ???? 故 氣液氣液 kgkgkgeV /36 ???????? ???? ?? 故在本設(shè)計中液沫夾帶量 eV在允許范圍內(nèi)。 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 27 塔板負荷性能圖 精餾段 漏液線 由 ? ? VLL hhCu ??? / 0 5 0m in,0 ??? 0min,min,0 AVu s? OWWL hhh ?? 3/2 ????????? WhOW lLEh 得 VLWhW hlLEhACV ??? /1 0 0 0 5 3/200m i n,0 ?????????? ???????????????????? ?????????? ????????? ?????????????? L 整理得 3/2m in,0 SLV ?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計算出 Vs 值，計算結(jié)果列于下表： Ls， m3/s Vs， m3/s 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線 1。39。 3/23203600)1(39。)(39。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負荷性能圖，如下： 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 30 在負荷性能圖上，作出操作點 A，連接 OA，即作出操作線。 11 ?? 聯(lián)立得 ? ? ? ? ????? hhhhhH dcOWWT ???????? 11 忽略 ?h ，將 OWh 與 LS， dh 與 LS， ch 與 VS的關(guān)系式帶入上式，并整理得： 3/222 39。 SSS LdLcbVa ??? 式中 ?????????LVCAa ??200 )(39。?????????????????WWWTlEdhlchHb???? 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入，得 3600)(39。3/2322?????????????????????????????????dcba 故 3/222 2 6 3 9 1 SSS LLV ??? 或 3/222 0 6 5 .1 SSS LLV ??? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 LS值，依上式計算出 VS值，計算結(jié)果列于下表： Ls， m3/s Vs， m3/s 由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線 5。管徑計算如下： FsuVD ?4? （ 111） 取 uF=, 3/ mkgF ?? , smFV Fs / 30 00 00 00 3?????? ? mmmD ????? 查標(biāo)準(zhǔn)系列，選取 φ 42mm 檢驗： mmmd 0 3 ????? )( 22 ?????? d Vu s? 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 35 符合 u 取值范圍，所以管徑選擇合理。 3?? ??? ? mmmD ????? 查標(biāo)準(zhǔn)系列，選取 φ 3mm 檢驗： mmmd 0 5 7 ????? smd Vu s /)( 22 ?????? ? 符合 u 取值范圍，所以管徑選擇合理。管徑計算如下： DsuVD ?4? 取 uD=15m/s 3/)( mkgRT MPmWWWL ??? ???? , smMVV WL VWs / 39。同時原理課程設(shè)計也培養(yǎng)了我們從實際情況考慮問題的思維方式，不至于紙上談兵，這次的設(shè)計使我對我 們的專業(yè)在現(xiàn)實中的應(yīng)用有了很深的認識，經(jīng)過老師們的認真的講解與指導(dǎo)，我們將我們的專業(yè)知識更好的運用到實踐中，通過這次的課程設(shè)計我們也算和化工具體行業(yè)有了一次親密接觸，總之我們真的是受益匪淺。 有關(guān)問題的討論 在這次原理課程設(shè)計中，我的課程設(shè)計任務(wù)是分離苯 甲苯板式精餾塔中的篩板塔設(shè)計，要求年處理量 30000 噸，原料液中苯的含量為 40%，分離后的純度達到 98%，塔底流出液中苯的含量不得高于 1%，在設(shè)計的開始我們首先對設(shè)計的總體流程進行了簡單的分析，而后對苯和甲苯 的理化性質(zhì)進行查找，接著以小組的形式對精餾塔的操作壓力、進料狀況、加熱方式、及回流比進行計算和選擇，下面我對我們小組在設(shè)計中出現(xiàn)的問題進行簡單分析： 問題１：對于板間距與板上液層高度的選取，在設(shè)計時，一般應(yīng)保持塔板上清液層高度在 50－ 100mm，這樣堰高就可由板上清夜層高度及堰上液層高度而 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 39 定。 問題 2：篩孔厚度及篩孔直徑的選取，對于篩孔直徑選取與塔的性能要求、物系性質(zhì)、塔板厚度、加工要求有關(guān)，是影響氣液分散和汽液接觸的重要尺寸，按照經(jīng)驗來說，一般可取 38的小孔徑篩板，對于易堵塞的物系要采用 1025mm的大孔徑篩板。 附 錄 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 40 參考文獻 [1] 姚玉英 .化工原理（下） [M]. 天津 :天津科技出版社 , 1999 [2] 譚天恩 .化工原理（下） [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 1994 [3] 陳敏恒 .化工原理（下） [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1989 [4] 賈紹義 ,柴誠敬 . 化工原理課程設(shè)計 [M]. 天津 :天津大學(xué)出版社 , 2021 [5] 吳樓濤，李永剛離子膜法氫堿技術(shù)的發(fā)展及建議．化工進展 [J], 2021,22(8): 876880 [6] 梁瑩，高桂華．遼河集團公司氯堿廠擴產(chǎn)改造項目工藝設(shè)計．氯堿工業(yè) [J]， 2021,6: 1316 [7] Kurtz. Electrolytic production of alkali metal hydroxide[P]. United States Patent, 4057474,1977118 [8] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院著 . 化工工藝設(shè)計手冊 [M]. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1996 [9] 華南理工大學(xué)化工原理教研室著．化工過程及設(shè)備設(shè)計 [M]．廣州 : 華南理工大學(xué)出版社 ,1986 [10]天瑞網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 ,報價平臺化工世界． , 2021, 5, 26