【正文】 （ 1） 提餾段：對于平直堰，取堰上液 層高度 owh ＝ 作為最小液體負荷標準， E=，由 2 / 3, m in36002 .8 41000 sw wLhE l??? ????’ ’得： 2 / 3, m i n 39。39。 7 8 9 . 6 34 . 4 0 . 8 8 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 8 0 . 0 0 2 7 . 2 0 8 /3 . 1 9ow ms? ? ? ? ? ? ? ? 篩板的穩(wěn)定性系數(shù) 39。 39。39。39。0 1 .3 1 1 2 .8 3 /0 .1 0 2So V msA? ? ? ? 篩板的流體力學驗算 塔板的流體力學計算，目的在于驗算預選的塔板參數(shù)是否能維持塔的正常操作，以便決定對有關塔板參數(shù)進行必要的調(diào)整，最后還要作出塔板負荷性能圖。ccWW? =(30～ 50mm), 安定區(qū)寬度 39。 2 20 . 0 7 3 3 0 . 0 7 2 2 1 . 5 3 9 0 . 1 1 2 84fA D m?? ? ? ? ? 利用 [2]（ 38P 式 3— 41)計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積， 即 [ 2 ],3600 3 6 0 0 0 . 1 1 2 8 0 . 4 5 7 . 3 63 6 0 0 0 . 0 0 6 9fTvLAH sq? ??? ? ??（大于 5s，符合要求） 降液管底隙高度 0h ： （ 1）精餾段：取液體通過降液管底隙的流速 39。 板間距與塔徑關系 (5 ,148 頁 ) 塔徑 DT， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 HT，mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 對精餾段： 初選板間距 ? ，取板上液層高度 ? ， 故 h m? ? ? ?； 1 12 LmS v mLV ??? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ????? ? ? ? 查“史密斯關聯(lián)圖 ”得 h m?? ， C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 校正物系表面張力為 /mN m 時 0 . 2 0 . 220 2 0 . 7 10 . 0 7 2 0 . 0 8 2 52 0 2 0CC ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? m a x 8 0 7 . 8 4 2 . 8 40 . 0 8 2 5 1 . 3 8 9 /2 . 8 4LVVC m s??? ?? ?? ? ? ? 可取安全系數(shù)為 ，則（安全系數(shù) — ）， / ms??? ? ? ? 故 4 4 1 . 3 6 1 . 2 4 8 23 . 1 4 2 1 . 1 1 2SVDm?? ?? ? ?? 截留面積為： 2 2 21 .4 1 .5 3 9 ( m )44TAD??? ? ? ? ? 實際空塔氣速為： ? ? ? ?m/s 按標準 ,塔徑圓整為 ,則空塔氣速 。 s （ 4）精餾段液相平均粘度為： ,Lm? =(+)/2= s, B? = mPa7 ? 39。 ? ? ? 39。L （ [1]： 365P ） 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯（ mPa .s） 甲苯（ mPa .s） 表 7 常壓下苯 —— 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù) 9 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 計算過程 10 相關工藝的計算 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾 質(zhì)量 AM = 78 kg/kmol 甲苯的摩爾質(zhì)量 BM = 92kg/kmol Fx =92/?= Dx = 92/? = wx = 92/? = 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 FM =? 78+（ ） ? 92= DM =? 78+()? 92= WM =? 78+()? 92= 物料衡算 以年工作 7200 小時，年產(chǎn) 6萬噸計，進料為： 原物料處理量： F= 7200/106 7? = kmol/h 總物料衡算： =D+W 苯的物料衡算： ? =D? +W? 聯(lián)立解得： D= kmol/h W= kmol/h 最小回流比及操作回流比的確定 （ 1） 相對揮發(fā)度α 苯的沸點為 ℃，甲苯的沸點為 ℃，根據(jù)安托尼方程 [5] [ 5 ]1 2 0 6 .3 5lg 6 .0 3 22 2 0 .2 4Ap t? ?? ? （ [5]， 90 頁 安托尼方程 ） [ 5 ]1 3 4 3 .9 4lg 6 .0 7 82 1 9 .5 8Bp t? ?? ? 11 得： 1 2 0 6 . 3 5l g 6 . 0 3 22 2 0 . 2 4 8 0 . 1Ap ? ?? ? kpa? ? 1 3 4 3 . 9 4l g 6 . 0 7 8 2 1 9 . 5 8 1 1 0 . 6Bp ? ?? ? kpa? ? 001 / 2 .6 4 2 2ABPP? ? ? 同理得 ? 時， kpa? ? kpa? ? 2 ?? ? ， 1 . 2 2 .6 4 2 2 2 .3 8 7 8 2 .5 1 1 8? ? ? ? ? ? ? ? （ 2） 最小回流比計算： [ 5 ]m in (1 x )1 []11DDFFxR xx?? ????? （ [5],112 頁式 946） ? ? m in m in m in 1 3 18 ( 1 3 ) 2 , 2 , [ ] 18 12 1 521 2 2 R R R R RR??? ? ? ? ? ??? ? ? 取故 精餾塔的氣、液相負荷和操作線方程 L =RD=? = V =(R+1)D=? = V? =V = kmol/h L? =V? +W=+= kmol/h 精餾段操作線方程為 y= 1?RR x+ 11?R [5]Dx = ? + =+ （ [5]， 106頁） 提餾段操作線方程為 : y? =VL?? x? [5]WWxV?= 035 .47 9 ???x =? （ [5]， 106頁） 逐板法求理論塔板數(shù) （ 1） 交替使用相平衡方程和精餾段操作線方程計算如下： 12 相平衡方程變形為 x = yy ，精餾段操作線方程 y=+ 1 Dyx? = ?????相 平 衡 方 程 11 1 0 . 9 5 8 42 . 5 1 1 8 1 . 5 1 1 8yx y??? 8 7 55yx? ? ? ?????相 平 衡 方 程 222 0 . 9 1 7 62 . 5 1 1 8 1 . 5 1 1 8yx y??? 8 7 67yx? ? ? ?????相 平 衡 方 程 333 0 . 8 5 4 92 . 5 1 1 8 1 . 5 1 1 8yx y??? 4 ? ?????相 平 衡 方 程 4 ? 5 ? ?????相 平 衡 方 程 5 ? 6 ? ?????相 平 衡 方 程 6 ? 7 ? ?????相 平 衡 方 程 7 fxx?? 因為 7x ＜ fx 精餾段理論板 n=6，第 7 塊為進料板 （ 2）交替使用相平衡方程和提餾段操作線方程計算如下： 相平衡方程變形為 x = yy ，提餾段操 作線方程 y= 39。 篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設備，它的主要優(yōu)點有： (１ ) 結(jié)構比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的 60％，為浮閥塔的 80％左右。由于對物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操作。 6 塔底的壓力為 +N 進料狀態(tài) 進料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負荷都有密 切的聯(lián)系。但在化工原理課程設計中，對第一個原則應作較多的考慮，對第二個原則只作定性的考慮，而對第三個原則只要求作一般的考慮。 苯 甲苯混合物簡介 化工生產(chǎn)中所處理的原 料，中間產(chǎn)物，粗產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物，而且其中大部分都是均相物質(zhì)。 輔助設備選型與計算 設計結(jié)果匯總 工藝流程圖及精餾塔裝配圖 設計評述 2 目錄 概述 ..................................................................... 4 精餾單元操作的簡介 .................................................. 4 精餾塔簡介 .......................................................... 4 苯 甲苯混合物簡介 ................................................... 4 設計依據(jù) ............................................................ 4 技術來源 ............................................................ 4 設計任務和要求 ...................................................... 5 設計計算 ................................................................. 5 確定設計方案的原則 .................................................. 5 操作條件的確定 ...................................................... 5 操作壓力 ...................................................... 5 進料狀態(tài) ...................................................... 6 加熱方式的選擇 ................................................ 6 設計方案的選定及基礎數(shù)據(jù)的搜集 ...................................... 6 板式精餾塔的簡圖 .................................................... 7 常用數(shù)據(jù)表： ........................................................ 7 計算過程 ................................................................. 9 相關工藝的計算 ..................................................... 10 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 ............................. 10 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ......................... 10 物料衡算 ..................................................... 10 最小回流比及操作回流比的確定 ................................. 10 精餾塔的氣、液相負荷和操作線方程 ............................. 11 逐板法求理論塔板數(shù) ........................................... 11 精餾塔效率的估算 ............................................. 13 實際板數(shù)的求取 ............................................... 13 精餾塔的