【正文】 接下來的計算可以說是游刃有余了。 管內(nèi)流速 smu /? 則管徑 ,4 / 3 6 0 0 4 0 . 0 0 2 8 9 0 . 0 4 8 4 83 . 1 4 1 . 6VLqd m m mu? ?? ? ? ?? 取進料管規(guī)格Φ 45 (2)回流管 采用直管回流管，回流管的回流量 sk mo lhk mo lD /0 1 4 ?? 塔頂液相平均摩爾質(zhì)量 76 /DM k g k mol? ,平均密度 3800. 5 /LD m kg m? ? 則液體流量 3/ ( 32 .2 6 78 .4 76 ) / 80 0. 5 3. 16 /D D LD mV D M m h? ? ? ? ? 取管內(nèi)流速 smuF /? 則回流管直徑 muVd d 3600/????? ? 可取回流管規(guī)格 Φ 32 (3)釜液排出管 塔底 w=? ? 平均摩爾 質(zhì)量 91. 342 /L W mM k g k m ol? 體積流量： 35 4 . 5 2 9 9 1 . 3 4 2 6 . 3 5 /7 8 3 . 8L W mw L W mWML m h? ?? ? ? 取管內(nèi)流速 smu /? 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 27 頁 共 30 頁 則 4 4 6 . 3 5 / 3 6 0 0 0 . 0 3 73 . 1 4 1 . 6WLdmu? ?? ? ?? 可取回流管規(guī)格 Φ 38 (6)法蘭 由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭。塔板的結(jié)構(gòu)主要包括塔板類型板間距堰高及開孔率等。 附表 3 浮閥塔板工藝設(shè)計結(jié)果 項目 精餾段數(shù)值及說明 備注 塔徑 D/m 板間距 HT/m 塔板型式 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速 u/(m/s) 堰長 lw/m 堰高 hw/m 板上液層高度 hL/m 降液管底隙高度 h0/m 浮閥數(shù) N/個 174 等腰三角形叉排 閥孔氣速 u0/(m/s) 閥孔動能因數(shù) F0 臨界閥孔氣速u0/(m/s) 孔心距 t/m 指統(tǒng)一橫排的孔心距 排間距 t39。 精餾段 塔板負荷性能圖 精餾段 霧沫夾帶線 ,1 100%VV V V L LLVFbq q ZF KC A??? ???? 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 21 頁 共 30 頁 對于一定的物系及一定的塔板結(jié)構(gòu)，式中 V? 、 L? 、 bA 、 K、 FC 及 LZ 均為已知值，相應(yīng)于 ? 的泛點率上限值亦可確定，將各已知數(shù)代入上式，便得出,V V V Lqq?的關(guān)系式，據(jù)此作出霧沫夾帶線。 80t mm? ，以等腰三角形叉排方式作圖， 附圖 2. 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 18 頁 共 30 頁 得閥數(shù) 174N? 個 按 174N? 重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)： ,0 220 4 / 9 17444VVqu m sdN??? ? ??? 00F 5 .5 8 4 3 9 .6 7Vu ?? ? ? ? 閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在 9~12 范圍內(nèi) 。0 3 6 0 0 0 . 0 0 2 8 9 0 . 0 3 93 6 0 0 3 6 0 0 0 . 9 2 4 0 . 0 8VL wqh lu ?? ? ???m ? ?0 0. 04 57 0. 03 9 0. 00 67 0. 00 6wh h m m? ? ? ? ? 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 （ 2）求實際塔板數(shù) 精餾段實際板層數(shù) P, 6 / 12N ??精 提留段實際板層數(shù) P, 7 / 14N ??提 總實際板層數(shù) P PP,N N 12 14 26N ? ? ? ? ?， 提精 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 11 頁 共 30 頁 精餾塔的精餾段工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 精餾段 的 操作壓力 塔頂操作壓力 DP = P P 1 0 1 .3 4 1 0 5 .3 k Pa? ? ? ?當(dāng) 地 表 每層塔板壓降 kPa?Δ 進料板壓降 105 .3 12 113 .7Fp k P a? ? ? ? 精餾段平均壓降 (105 .3 113 .7 ) / 2 109 .5mp k Pa? ? ? 精餾段 的 操作溫度 由 苯和甲苯混合液（理想混合液）的 yx? 數(shù)據(jù) 查出各點溫度 塔頂溫度 ?? 進料板溫度 ?? 精餾段平均溫度 ( 8 0 .6 9 1 .3 ) / 2 8 5 .9 5 Cmt ? ? ? ? 精餾段氣、液混合物的 平均摩爾質(zhì)量 塔頂氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量：由 1 ?? ， 得 1 ? 。 39。 精餾塔的物料衡算 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) 苯的摩爾質(zhì)量 78 /AM kg km ol? 甲苯的摩爾質(zhì)量 92 /BM kg km ol? 0 . 4 5 / 7 8 0 . 4 9 10 . 4 5 / 7 8 0 . 5 5 / 9 2Fx ??? 0 . 9 6 / 7 8 0 . 9 6 60 . 9 6 / 7 8 0 . 0 4 / 9 2Dx ??? 0 . 0 4 / 7 8 0 . 0 4 70 . 0 4 / 7 8 0 . 9 6 / 9 2Wx ??? 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均 摩爾質(zhì)量 0 .4 9 1 7 8 0 .5 0 9 9 2 8 5 .1 2 6FM ? ? ? ? ? 0 .9 6 6 7 8 0 .0 3 4 9 2 7 8 .4 7 6DM ? ? ? ? ? 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 8 頁 共 30 頁 物料衡算 產(chǎn)品產(chǎn)出量 , 4000 5 0 . 9 7 ( / )7 8 . 4 7 6nDq k m o l h? ? ?? 總物料衡算 , F n Wqq?? 苯物料衡算 ,0 .4 9 1 0 .9 6 6 0 .0 4 7n F n Wqq? ? ? ? ?? ? ? 聯(lián)立解得 ,F,1 0 5 .4 9 9 /5 4 .5 2 9 /nnWq k m o l hq k m o l h?? 塔板數(shù)的確定 理論板層數(shù) 的確定 (1)求最小回流比及操作線回 流比 由于是飽和液體進料，查表得苯 — 甲苯的相對揮發(fā)度α =。 下標(biāo) max— 最大的； min— 最小的； L—— 液相的； V— — 氣相的θ —— 液體在降液管內(nèi)停留時間 ,s； μ —— 粘度 ,mPa如何充分利用熱量提高加熱蒸汽的利用率是精餾操作需要考慮的 另一個問題。 化工中的精餾操作大多數(shù)是分離多組分溶液。 精餾操作廣泛用于分離純化各種混合物，是化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中尤為常見的單元操作?；こ僧a(chǎn)中，精餾主要用于以下幾種目的 : ⑴ 獲得餾出液塔頂?shù)漠a(chǎn)品； ⑵ 將溶液多級分離后，收集餾出液，用于獲得甲苯，氯苯等； ⑶ 脫出雜質(zhì)獲得純凈的溶劑或半成品，如酒精提純，進行精餾操作的設(shè)備叫做精餾塔。多組分精餾的特點： ⑴ 能保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿 足工藝要求，生產(chǎn)能力大； ⑵ 流程短，設(shè)備投資費用少； ⑶ 耗能量低，收率高，操作費用低； ⑷ 操作管理方便。 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 5 頁 共 30 頁 塔板的類型與選擇 塔板是板式塔的主要構(gòu)件，分為錯流式塔板和逆流式塔板兩類 ，工業(yè)應(yīng)用以錯流式 塔板為主，常用的錯流式塔板有：泡罩塔板、篩孔塔板和浮閥塔板。 s； Φ — 開孔率或孔流系數(shù)，無因次； σ —— 表面張力 ,N/m； ρ —— 密度 ,kg/m3； 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 7 頁 共 30 頁 第 2 章 精餾塔的 精餾段的 設(shè)計計算 設(shè)計方案的確定 本設(shè)計任務(wù)為分離苯和甲苯混合物。 故最小回流比為 ? ? 111m in ??????? ?????FDFD XXXXR ?? 取操作回流比為 m 2RR? ? ? ? （ 2）求精餾塔的氣液相負荷 39。1 . 3 5 7 0 . 0 1 7n L n W Wn V n Vq qy x x xqq? ? ? ? 相平衡方程 xxxy PPP 45 )1(1 ????? ?? （ 4）逐板 計算法 求理論塔層數(shù) 逐板計算法是利用相平衡方程與操作線方程從塔頂開始逐板計算各板的汽相和液相組成，從而求得所需要的理論板數(shù)。 0 . 9 6 6 k g k m o l0 . 9 2 0 k g k m o lV D mL D mMM ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? 進料板氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量： ? 。 精餾段 塔板布置及浮閥 的 數(shù)目與排 列 取閥孔動能因數(shù) 0 10F? ，用式 00 VFu ??求孔速 0u ，即 00 10 5 .7 73VFu ?? ? ?/ms 依式 ,2021VVqNdu??求每層塔板上的浮閥數(shù)，即 ,2200 168 9 VVqNdu??? ? ??? 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 17 頁 共 30 頁 取邊緣區(qū)寬度 ? ，破沫區(qū)寬度 ? 。 塔板開孔率 =00 .7 5 4 1 0 0 % 1 3 .5 %5 .5 8 4uu ? ? ? 精餾段 塔板流體力學(xué)驗算 精餾段 氣相通過浮閥塔板的壓降 可根據(jù)式 p c lh h h h?? ? ? 計算塔板壓降。 按泛點率 =80%計算如下 ,3 .7 3 V V Lqq? ? ?? ??? 整理得 ,0 .0 6 1 0 .