【正文】 7 3 9 1 1 . 6 80 . 1 0 1 1 . 4 7 4sVu m sA ?? ? ? ?? 塔板壓降 干板阻力 ch 干板阻力 ch 由下式計算，即 000 .0 5 1( ) ( )VcLuh c ??? 由 0d / 5 / 3 ? ??，查手冊可知， 0 ? 故： 2 . 9 2 1 1 . 6 80 . 0 5 1 ( ) 0 . 0 4 2 48 0 8 . 6 0 . 7 7 2chm? ? ? ? 液 柱 39。 37 25 12 6woh h m m? ? ? ? ? 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 L owh h h m? ? ? 弓形降液管寬度 dW 和截面積fA 由 ： wl = TAA ? ? 故 ： 2= 0. 12 4 0. 09 63 mfTAA ? = 71 = 71 = 65mdWD ? 依下式計算液體在降液管中的停留時間，即 h3600 3 6 0 0 0 . 0 9 6 3 0 . 4= = = 8 . 9 6 s 5 s0 . 0 4 3 3 6 0 0fTAHL? ??? 39。 由maxu =C LVV???? 20C=C ( )20L? C—蒸汽負(fù)荷因子， 1ms?? L? 液相密度， kg 3m?? V? 氣相密度， kg 3m?? 式中 C 由上式計算，其中的 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)查圖可知 11h 22h8 0 8 . 6 0 . 0 0 4 3 3 6 0 0( ) 0 . 0 4 1 12 . 9 2 1 . 7 3 9 3 6 0 0LVLV ?? ????（ ） = ( ) 取板間距 ? ，板上液層高度 h = ，則 h = 4mTLH ? 精餾塔塔徑 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得，精餾段 20C = 0 . 2 0 . 220 2 0 .8 0C = C ( ) = 0 .0 7 3 = 0 .0 7 3 62 0 2 0L? ?（ ） 1m a x 8 0 8 . 6 2 . 9 2u = C = 0 . 0 7 3 6 1 . 2 2 8 m s2 . 9 2LVV??? ?? ??? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 1m a xu = 0 .7 5 u = 0 .7 5 1 .2 2 8 = 0 .9 2 1 m s??? 15 所以精餾塔的塔徑為 s4 4 1 . 7 3 9D = = = 1 . 5 5 mu 0 . 9 2 1V?? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為 D= 實際空塔氣速 塔的截面積為 22A 2 .0 1 0 m4T D??? 實際空塔氣速為 1s 1 . 7 3 9u = 0 . 8 6 5 m s2 . 0 1 0TVA ?? ? ? 同理得： 39。 求解結(jié)果為： 總理論板層數(shù)： TN? (包括再沸器 ) 進(jìn)料板位置： FN? 7 實際板層數(shù) 精餾段實際板層數(shù)： 6 / 0. 61 10N ??精 提餾段實際板層數(shù) ： =N ?提 （ ） / 12 所以實際板層數(shù)： = = 22N N N? 提實 精 塊 操作壓力 10 塔頂壓力： 4 101 .3 105 .3 kDP P a? ? ? 每層塔板壓降 =? 塔底壓力 ： 105 .3 22 120 .7 kP aWP ? ? ? ? 進(jìn)料板壓力 105 .3 10 112 .3 kP aFP ? ? ? ? 精餾段平均壓力： m = = k P aP （ + ） / 2 1 0 8 . 8 提餾段平均壓力： m = = k P aP （ + ） / 2 1 1 6 . 5 操作溫度 由內(nèi)插法求 塔頂溫度： t ? ℃ 進(jìn)料板溫度： t ? ℃ 塔底溫度： t = ℃ 所以精餾段平均溫度：m 8 0 .8 9 8 8 .8 2t = ( t + t ) / 2 8 4 .8 62DF C??? 提餾段平均溫度 ： ttt= 9 9 .5 92FW C? ? 平 均 摩爾質(zhì)量 塔頂平均摩爾質(zhì)量 由 1x =y = ，查平衡曲線，得 1x = 塔頂氣相平均摩爾質(zhì)量為 1m = 0. 98 7 78 .1 1 = kg km olVDM ?? ? ? ?（ ） 92 .1 3 78 .2 9 塔頂液相平均摩爾質(zhì)量為 1m = 0. 97 1 78 .1 1 = kg km olLDM ?? ? ? ?（ ） 92 .1 3 77 .6 0 進(jìn)料板氣相平均摩爾質(zhì)量為 由圖知 y ? x ? 1m = 0. 76 9 78 .1 1 = kg km olLDM ?? ? ? ?（ ） 92 .1 3 81 .3 5 進(jìn)料板液相平均摩爾質(zhì)量為 1m = 0. 57 5 78 .1 1 = kg km olLDM ?? ? ? ?（ ） 92 .1 3 84 .0 7 11 同理得： 1m = 9 1 .8 8 k g k m o lVWM ?? 1m = 9 2 .0 2 k g k m o lLWM ?? 平均摩爾質(zhì)量 精餾段 。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。 6 精餾是通過多級蒸餾，使混合氣液兩相經(jīng)多次混合接觸和分離，并進(jìn)行質(zhì)量和熱量的傳遞，使混合物中的組分達(dá)到高程度的分離，進(jìn)而得到高純度的產(chǎn)品。 精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計得題目是苯 甲苯連續(xù)精餾板式塔的設(shè)計，即需設(shè)計一個精餾塔用來分離一會發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計一板式塔將其分離。將塔頂蒸氣凝液部分作為塔頂產(chǎn)品取出，稱為餾出物。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，取操作回流比為最小回流比的 2 倍。 mN m? ??? 液體平均黏度 液體平均黏度依下式計算，即 m i i1lg = x lgnL i???? 塔頂液相平均黏度 由 t C? ，得 = 05mPa sA? ? = 09m Pa sB? ? mml g =0 .98 7 l g0. 305 + l g0. 309 = 05m P a sL D L D??? ? ? ?（ ）. 進(jìn)料板液相平均黏度 由 t C? ,得 = 85m Pa sA? ? = 90m Pa sB? ? mml g =0 .57 5 l g0. 285 + l g0. 290 = 87 m P a sL D L D??? ? ? ?（ ） 精餾段液相平均黏度為 m 0 .3 0 5 0 .2 8 7= = 0 .2 9 6 m Pa s2L? ? ? 塔徑 精餾塔的氣、液相體積流速分別為 31msmVM 2 2 8 . 9 7 7 9 . 8 2V = = = 1 . 7 3 9 m s3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 9 2VV??? ?? 14 31Lms LmLM 1 5 6 . 5 6 8 0 . 8 4= = = 0 . 0 0 4 3 m s3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 8 . 6L ? ?? ?? 同理得提餾段 39。確切的選擇方式見下表： 16 表 2 液體負(fù)荷與溢流類型表 塔徑 /mm 液體流量（ 31mh?? ） U型流 單溢流 雙溢流 階梯溢流 1000 ? 7 ? 45 1400 ? 9 ? 70 2021 ? 11 ? 90 90~160 3000 ? 11 ? 110 110~200 200~300 4000 ? 11 ? 110 110~230 230~350 5000 ? 11 ? 110 110~250 250~400 6000 ? 11 ? 110 110~250 250~450 因塔徑 D= ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。 降液管底隙高度 0h 0 39。 塔板布置 塔板的分塊 18 因 14 00 16 00mm D mm??，故塔板采用分塊式。 m s??? 1 / 20 1 / 2 139。 同理得： 39。 2 20= 0. 15 3 ( u ) 0. 15 3 0. 2 0. 00 6dhm? ? ? H m? ? ? ? 液柱 ∴ (H H )d T wH ??? 39。 漏液線 精餾段 : 由：0 , m i n 04 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 LL Vu C h h ? ??? ? ?（ ） s,min0,min0Vu A? L w owh h h?? 2 / 32 .8 4 ()1000 howwELh L? 2 / 3s , m i n 0 0 }2 . 8 44 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 [ ( ) ]1000 LW hVwV C A h hLE L ? ??? ? ?{+ ? ? ? ? ? 2 / 3362 . 8 4 8 0 8 . 60 . 0 0 5 6 0 . 1 3 [ 0 . 0 4 3 ( ) ] 0 . 0 0 2 1 }1 0 0 0 2021 .sL?? ? ?{+ 整理得： 2 / 3s , m in 8 .4 2 0 .0 0 9 1 0 .0 7 7 sVL?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結(jié)果列于表 表 4。 液沫夾帶線 精餾段： 以 / kgVe kg? 液 氣為限，求 SSVL? 關(guān)系如下： 由： 6 .7 1 0 ()aV L T fue Hh????? ? 2 / 3 2 / 3ow 36002 . 8 4h = 1 0 . 5 91 0 0 0 1 . 2 s sL Lm? ? ?（ ） 2. 5 2. 5 ( h h )f L w owhh? ? ? 故 ： 2 / 08 sfh L?? 2 / 3 2 / 3H 0. 4 ( 0. 10 8 1. 5 ) 0. 29 3 1. 5T f s sh L L? ? ? ? ? ? 2/6 3 30 .5 2 35 .7 1 0 ( ) 0 .12 0 .8 0 1 0 0 .2 9 3 1 .5 s sVe LV??????? 整理得： 2 / ss LV ?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出處值，計算結(jié)果列于下表 表 6 精餾段液沫夾帶數(shù)據(jù)表 31,msLs?? 31,sV m s?? 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線 5。 液泛線 精餾段： 令： dw(H H )TH ??? 由： d p L dH h h h? ? ? 1pch h h h?? ? ? 1h Lh?? L w owh h h?? 聯(lián)立得： H ( 1 ) ( 1 )T w ow c dh h h h h?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 忽略 ch ，將 owh sL 與， dh 與 sL ， ch 與 sV 的關(guān)系代入上式，整理得 39。 3 2 / 336002 . 8 4 1 0 ( 1 ) ( )l wdE ??? ? ? 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入，得 39。 2 / 310 .19 10 69 57 .23s s sV L L? ? ? 表 9 提餾段液泛線數(shù)據(jù)表 39。,min39。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段 遠(yuǎn)高于板間距（甚至高出一倍以上），本塔塔頂空間?。? H m? 塔底空間 . 塔底空間指塔內(nèi)最下層塔底間距。本塔每 7 塊塔板設(shè)一人孔，共三個，即：