【正文】 在設(shè)置人孔處，板間距為 800mm，裙座上應(yīng)開(kāi) 1 個(gè)人孔，直徑為 450mm。 以θ = 5s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限值，則 Lmax = AfHT/5 = ( )/5 = 漏液線 對(duì)于 F1型重閥，依 F0 = u0 v? = 5 計(jì)算，則 u0 = V?5 。(HT +hw) = （ +） = 為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清夜層的高度 Hd ≤ 248。 Af/AT = Wd/D = 故 Af = = = m3 Wd = = = m 驗(yàn)算 液體在降液管中停留的時(shí)間，即 θ =（ 3600ATHT） / L = (3600 )/(3600 104) = (5s) 故將液管得設(shè)計(jì)合理 降液管底隙高度 0h h0 = L/( 3600wl u0′ ) 取 u0′ = ,則 化工原理課程設(shè)計(jì) 17 h0 =（ 3600 ） /（ 3600 ） = hW h0 = = () 故降液管底隙設(shè)計(jì)合理。i = +(1 ) = （ 4） 平均相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算 塔頂相對(duì)揮發(fā)度 α D = PB,D/PH20 = 塔底相對(duì)揮發(fā)度 α W = PB,W/PH20 = 平均相對(duì)揮發(fā)度 α = WD?? = （ 5） 塔板總效率的估算 根據(jù) E′ T = （α 181。此時(shí) Rmin可由 點(diǎn)（ xD,xD） 向平衡線做切線的截距 求得 。浮閥塔不宜處理易結(jié)焦或黏度大的系統(tǒng)，但對(duì)于黏度稍大 及有一般聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。 浮閥塔與 20世紀(jì) 50 年代初期在工業(yè)上開(kāi)始推廣使用，由于它兼有泡罩塔和 浮閥 塔的優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型，特別是在石油、化學(xué)工業(yè)中使用最普遍。 ② 乙烯直接水化法，就是在加熱 、 加壓和有催化劑存在的條件下，是乙烯與水直接反應(yīng)，生產(chǎn)乙醇： CH2═CH 2 + H─OH→C 2H5OH（該反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步是與醋酸汞等汞鹽在水 四氫呋喃溶液中生成有機(jī)汞化合物，而后用硼氫化鈉還原）此法中的原料 — 乙烯可大量取自石油裂解氣，成本低，產(chǎn)量大，這樣能節(jié)約大量糧食，因此發(fā)展很快?？芍瑔斡芯s塔還不能完成精餾操作，還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時(shí)還要配原料液預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。 關(guān)鍵詞：精餾、乙醇 水、浮閥塔、 傳質(zhì)分離 第一章 緒 論 設(shè)計(jì)背景 乙醇的用途很廣。 目前用于氣液分離的傳質(zhì)設(shè)備主要采用板式塔。 1. 查閱技術(shù)資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力。 精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中中占有重要的地位。 此設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系的精餾問(wèn)題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過(guò)程。精餾是液體混合物的 分離過(guò)程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過(guò)程，因此可使混合液 得到幾乎完全的分離。 乙烯水化法 ① 乙烯 間接水合法 也稱(chēng)硫酸酯法，反應(yīng)分兩步進(jìn)行。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比 取最小回流比的 倍。 塔板效率高。（ 4）結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，金屬消耗量少，制造費(fèi)用低。H2O = , 181。 由 tF = ℃ , 查手冊(cè)得ρ 水 = kg/m3,ρ 乙醇 = kg/m3 ρ LWm = 1 / (+ / ) = kg/m3 （ 4） 精餾段液相平均密度 ρ Lm = ( + ) / 2 = kg/m3 （ 5） 提留段液相平均 密度 ρ L′ m = ( + ) / 2 = kg/m3 液體平均表面張力 （ 1） 塔頂 液相平均表面張力的計(jì)算 當(dāng)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 % 時(shí)， 查 圖得σ 25℃ = 103 N/m ,且乙醇的臨 溫度為 243℃，水的臨界溫度為 ℃，則混合液的臨界溫度為： TmCD = ∑ xiTiC = 243 + = ℃ σ tD / σ 25℃ = ((TmCD – TD)/(TmCD – T25℃ )) = (( )/( 25 )) 解得σ tD = 10 3 N/m （ 2） 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 當(dāng)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%時(shí)，查圖得σ 25℃ = 103 N/m ,且乙醇的臨界溫度為 243℃，水的臨界溫度為 ℃，則混合液的臨界溫度為： TmCD = ∑ xiTiC = 243 + = ℃ σ tD / σ 25℃ = ((TmCD – TD)/(TmCD – T25℃ )) = (( )/( )) 解得σ tD = 10 3 N/m （ 3） 塔底液相平均表面張力計(jì)算 當(dāng)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %時(shí)，查圖得σ 25℃ = 103 N/m ,且乙醇的臨界 溫度為 243℃，水的臨界溫度為 ℃，則混合液的臨界溫度為： TmCD = ∑ xiTiC = 243 + = ℃ σ tD / σ 25℃ = ((TmCD – TD)/(TmCD – T25℃ )) = (( )/( )) 化工原理課程設(shè)計(jì) 15 解得σ tD = 10 3 N/m （ 4） 精餾段液相平均表面張力計(jì)算 σ Lm = (( + ) 103)/2 = 103 N/m （ 5） 提留段液相平均表面張力 σ L′ m = (( + ) 103)/2 = 103 N/m 第四 章 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計(jì) 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流率為 L = RD = kmol/s V = (R + 1)D = kmol/s 已知 MLm = kg/mol MVm = kg/mol ρ Lm = kg/mol ρ vm = kg/m3 則質(zhì)量流量： L1 = MLmL = = kg/s V1 = MVmV = = kg/s 體積流量： Ls1 = L1 /ρ Lm = / = 104 m3/s Vs1 = V1/ρ Vm = / = m3/s 由 181。 塔板開(kāi)孔率 = u/u0 = () 100% = % 第六 章 塔 板的流體力學(xué)驗(yàn)算 氣相通過(guò)浮閥塔板的壓降 干板阻力 Uoc = ()1/=()1/ = 因， uo uoc, 則 hc 按下式計(jì)算 hc = (u02/2g)( ρ v/ρ L)= ((2 ))( ) = 板上充氣液層阻力 lh lh = ?0hL = = 化工原理課程設(shè)計(jì) 18 克服表面張力所造成的阻力 h? 可根據(jù)式 P c 1 σh h h h? ? ? 。(HT +hw)= guLv220?? +（0hlLws ）2 + （ 1 +?0）（ hw + E(wsl L3600 )2/3） 將已知數(shù)據(jù)帶入上式化簡(jiǎn)得 V2 = – 液泛線數(shù)據(jù) 化工原理課程設(shè)計(jì) 20 3/( / )sL m s 3/( / )sV m s 液相負(fù)荷上限線 此線反映對(duì)于液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的起碼要求。 附表 3 浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)結(jié)果 項(xiàng)目 數(shù)值說(shuō)明 備注 塔徑 /mD 板間距 T/mH 塔板形式 單溢流弓形降液管 整式 塔板 空塔氣速 /(m/s)u ） 堰長(zhǎng) w/ml 0,39 堰高 w/mh 板上液層高度 L/mh 降液管底隙高度 0/mh 浮閥數(shù) N/個(gè) 32 等腰三角形叉排 閥孔氣速 0 /(m/s)u 閥孔動(dòng)能因數(shù) 0F 11 臨界閥孔氣速 0c/(m/s)u 孔心距 /mt 指同一橫排的孔心距 排間距 39。 塔的 空間高度 1. 塔的頂部空間高度 塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)牡谝粚铀宓降剿忸^的直線距離，取除沫器到第一塊板的距離為 600m，塔頂部的 空間高度為 1200mm. 2. 塔的底部空間高度是指塔底部最末一層塔盤(pán)到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時(shí)間取 5min. HB = (tL′ s 60 – RV)/AT + (～ ) = (5 103 60 )/ + = 塔高 H(不包括封頭、裙坐 ) 3. BDPPFFTPF HHHnHnHnnnH ???????? )1( n —— 實(shí)際塔板數(shù)； Fn —— 進(jìn)料板數(shù) FH —— 進(jìn)料板處板間距， m Pn —— 人孔數(shù) PH —— 設(shè)人孔處的板間距， m DH —— 塔頂空間， m（不包括頭蓋部分） BH —— 塔底空間， m（不包括底蓋部分 ） 所以 H =（ 351531） + 15 + 3 + + = 化工原理課程設(shè)計(jì) 25 [參考文獻(xiàn) ] （ 1） 夏清，陳常貴