【正文】 液體在降液管內停留時間的校核 dH = 降液管內的停留時間 τ = sL HA s df ????s〉 3s 不會產生嚴重的氣泡夾帶。 =? =( sm/ ) _39。 已知 : ?Lh m 0?? 故降液管內的當量清液高度： mhhhH ffLd ?????????? ? 苯和甲苯混 合液不易起泡 ,取 ? =,則降液管內泡沫層高度： mmHH dfd ???? ? 不會產生溢流液泛。 FB? = smpa? lglF= ? + ? 則 =(smpa?) 則 LM? = ( LW? + LF? )/2 =( smpa? ) . 氣 液體積流率的計算 由已知條件 V = hkmol/ L = hkmol/ 得 Vs =VMMvmV ?3600 =*3600 * ?( sm/3 ) Ls =LMLMML ?3600 =* * ?( sm/3 ) 課程設計內頁說明書 23 第三章 塔和塔板主要工藝尺寸計算 塔板橫截面的布置計算 塔徑 D 的計算 參考化工原理下 表 101，取板間距 HT = ?Lh HT Lh == 兩相流動參數計算如下： LVF=VsLs LmVm?? ` FLV= = 參考化工原理下圖 1042 篩板的泛點關聯(lián) 得： C 20f = fC =20 20???????fC= ?? ?????? u ?f 20 20 ???????? ???????VVLfC ? ??? = ?? ）（( sm/ ) 本物系不易起泡 ,取泛點百分率為 80%，可求出設計氣速 nu39。塔釜出來的產品經水泵全部送出。因此，本設計采用篩板塔比較合適。 如今，在老師的指導下，我們進行了關于化工原理的課程設計。本次設計的目的是為了把我們大學里所學過的理論知識連串起來，并將它們運用到實際應用中，加深對知識的理解及應用能力。 精餾方式 根據實際生產情況，本精餾塔采用連續(xù)精餾方式。 課程設計內頁說明書 9 第二章 篩板式精餾塔的工藝設計 精餾塔的工藝計算 苯和甲苯 的汽液平衡組成 表 21 苯和甲苯的汽液平衡組成 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 課程設計內頁說明書 10 （ 1） 、 原料液及塔頂、塔底產品的摩爾分率 設苯以 A 表示，甲苯以 B 表示 苯的摩爾質量： KmolKgM A /? 甲苯的摩爾質量： mol/ KB 由?F? ?D ?以Kg1為基準，則： )(?????? BA AF nn nx )(????Dx )(????wx （ 2） 、原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量 KmolKgMxMxM BFAFF /)1( ??????????? ）（ KmolKgMx BDDD /)1( ???????? ）（ KmolKgMxMx BwAww /)()1( ??????????? （ 3） 、 物料衡算 由題意可知 hKmo lF / ?? 總物料守恒 WDF ?? ① 苯物料守恒 WDF ?? ② 由 ① 、 ② 得： hKmolD /? hKmolW /? 課程設計內頁說明書 11 回流比及 理論塔板的確定 相平衡方程為： nnnnnnn xxxxxxy )(1 )1(1 ???????? ?? 求 q線方程 冷夜進料，取 q= 則： q 線方程為 ?????????? qqFqq xxq xxq qy 由相平衡方程和 q 線方程交點（ ee yx, ）求最小回流比 , ?? ee yx 回流比的確定 in ??????? ee eD xy yxR 取 R=*Rmin=*= 最小理論板數的確定 )]) g [ (lg)]1)1l g [ (m i n ????? （（? WWDD x xxxN 理論板數的捷算法 267 085 ??????R RR 由吉利蘭關聯(lián)圖讀出 : 課程設計內頁說明書 12 min1NNN?? = 又 minN = 代入上試得 N= 所以理論塔板數 NT=16 塊 精餾段理論板數的確定 )]) g [ (lg)]1)1l g [ (m i n ????? （（? FFDDRxxxxN 由吉利蘭關聯(lián)圖讀出 由吉利蘭關聯(lián)圖讀出 1N NN R RminR ??又 ?RN 代入上試得 NR==8（塊） 課程設計內頁說明書 13 所以精餾段理論塔板數 NR=8（塊） 提餾段理論板數的確定 )]) g [ (lg)]1)1l g [ (m i n ????? （（? WWFFSxxxxN 由吉利蘭關聯(lián)圖讀出 NN S SminS ?? 又 ?SN 代入上試得 NS==9 塊 所以提餾段理論塔板數 NS=9（塊 ） 最終以精餾段與提餾段理論板數的總和為全塔總理論板數， 即為 17塊 。 =? = sm/ ) 課程設計內頁說明書 24 39。 mhl LhowSf 22 ??????? ???????????? 課程設計內頁說明書 28 液體在降液管內停留時間的校核 dH = 降液管內的停留時間 τ = sL HA s df ????s〉 5s 不會產生嚴重的氣泡夾帶。 ????? uV s? 由精餾段知，將 D? 取到 D=1m 作為初選塔徑，因此 ，重新校核流速 u n ????（ m/s） 實際泛點百分率為 n ?fu 22 mDA T ???? ? 塔板詳細設計 選用單溢流，弓形降液管，不設進口堰。 ) ( 468 . 0 46 . 0 271 . 0 sin 46 . 0 180 271 . 0 46 . 0 271 . 0 2 2 1 2 2 2 m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 課程設計內頁說明書 38 漏液點的校核 漏液點的孔速為： vLLoow hhCu ??? /)( ??? = ( ) / 02. 9456 ? ? ? ? ? ? 篩孔氣速 ou = 0 6( / ) 2SV msA ?? 塔板穩(wěn)定系數 ? ? 6 u? ? ? ? ? 表明具有足夠的操作彈性。 已知 : ?Lh m , 0?? ， mh f ??? mhl LhowSf 0 0 1 7 4 0 0 2 9 22 ??????? ???????????? 故降液管內的當量清液高度： mhhhH ffLd ????????? ? 苯和甲苯混合液不易起泡 ,取 ? =,則降液管內泡沫層高度： mmHH dfd ???? ? 不會產生溢流液泛。 (參見圖 22) （氣相負荷下限線） 由 hL =hw +how =+ sL 3/2 ， uow =osAV min. 代入下式 ]2[ 求漏液點氣速式： uow = vLL hh ??? /][ ?? osAVmin = 將 A o = 代入上式并整理得 Vs min = SL? 據上式，取若干個 sL 值計算相應 sV 值，見表 25，作漏液線 (參見圖 21) 表 2－ 5 smLs 33 ,10 ?? 2 4 6 8 smVs 3, 取平頂堰堰上液層高度 h ow =6mm ，作為液相負荷下限條件，低于此 下限 ,則不能保證板上液流分布均勻， 則 how =?103? E（whlL ） 3/2 ? ? ? ? ? ? ? ? . 00194 . 0 8462 . 0 04913 . 0 13 . 0 0056 . 0 77 . 0 4 . 4 3 2 ） （ S L 課程設計內頁說明書 32 =?103? ?（ ） 3/2 整理得： in, ?sL sm/3 P 點為操作點，其坐標為： smVs / 3? ， sLS /? OP 為操作線， OP與液泛線的交點對應氣相負荷為 Vs,max,與漏夜線的交點對應氣相負荷為Vs,： 精餾段的操作彈 性 = ??ssVV 提餾段 課程設計內頁說明書 33 塔徑 D 的計算 參考化工原理下表 101，取板間距 HT = ?Lh HT Lh == 兩相流動參數計算如下 LVF =SSVL vL?? ??? 參考化工原理下圖 1042 篩板的泛點關聯(lián)得： C 20f = fC =20 20???????fC= ?? ）（ u ?f 20 20 ???????? ???????VVLfC ? ??? = ?? ）（( sm/ ) 本物系不易起泡 ,取泛點百分率為 80%，可求出設計氣速 nu39。 溢流液泛 條件的校核 溢流管中的當量清液高度可由式 ??????????owSf hlLh 計算液體沿篩板流動時 ,阻 力損失很小 ,其液面落差 ? 可忽略不計 ,即 0?? 。 (2) lg LW? =? lg()+? lg() 則 LW? = ( smpa? ) (3)進料 :在 ℃下 FA?= smpa? 。在塔釜，釜液經再沸器間接 蒸汽加熱，為精餾 段提供物料。篩板塔是降液管塔板中結構最簡單的，它與泡罩塔相比較具有下列優(yōu)點：生產能力大 1015%，板效率提高 15%左右，而壓降可降低 30%左右，另外篩板塔