【正文】 8 50 9 5 ?????? ? 液沫夾帶 液沫夾帶按下式計算： ???????? ????LTaLV hHue ? ???? Lf hh 氣液氣液 KgKgKgKge V /???????? ????? ?? 故在本設計中液沫 夾帶量 Ve 在允許的范圍內。39。 2200 ?????????????????? LVCAa ?? )()1(39。操作線對應的最小操作負荷 smVs /1 4 3 in, 3? ，最大負荷 smVs /2 1 ax, 3? ，得： 塔板操作彈性 = in, m a x, ??VsVs 精餾塔的能量衡算 操作條件下苯、甲苯純組分的汽化熱 kgkJrkgkJr B /360/390 ??? ；，進料狀況下精餾段和提餾段的蒸氣流量分別為 V=V’=。 47 ????? 考慮全塔的熱損失，加熱蒸汽實際消耗量為 hkgW h /)(100 2 0 44 ????? 全凝器的熱負荷 cQ 及冷卻水消耗量 cW 同理，由于餾出液中幾乎為純苯，其焓按純苯進行計算。則管內直徑 d=171mm。m i n,1333??????????? 本科畢業(yè)論文 ；，板式板式塔的有效高度—氣相摩爾比；—爾分數；氣相中易揮發(fā)組分的摩—液相摩爾比；—爾分數；液相中易揮發(fā)組分的摩—；破沫區(qū)高度，—；弓形降液管高度，—；邊緣無效區(qū)寬度，—；氣體質量流量，—；液體質量流量，—；流量，釜底液塔底產品—；氣體體積流量，—mZYyXxmWmWmWskgWskgWhk mo lWsmVSdcVLs///)(/3 餾出液—冷凝器；—冷卻或冷凝；—難揮發(fā)組分；—再沸器；—易揮發(fā)組分；—下標綱為一；液體密度校正系數，量—；填料因子，—；液體的表面張力，—空隙率；—；液面落差，—；或時間，—；密度，—；或黏度，—；間，液體在降液管的停留時—活度系數；—組分回收率；—相數，開孔率；—；篩板厚度，—充氣系數，量綱為一；—相對揮發(fā)度；—希文DCcBBAmmNmshmkgsmP asPasmL?????????????13//????? 本科畢業(yè)論文 —提餾段。下冊 (第二版 ). 北京：清華大學出版社， 2020. [9] 魏兆燦等 . 塔設備設計 . 上海：上海科學技術出版社， 1988. [10] . Transport Process and Unit Operations， 2rd ed. Boston： Allyu and Bacdon， Inc， 1983. [11] R. F. Strigle. Random Packings and Packed Tower Design and Applications. Houston： Gulf Publishing Company， 1987. 附 錄 論文符號說明 本科畢業(yè)論文 ；相當的液柱高度，與克服表面張力的壓降—；進口堰高度，—；出口堰高度，—堰上液層高度，—；降液管的底隙高度，—；板上清夜層高度，—；液柱高度，與板上液層阻力相當的—；塔板上鼓泡層高度，—；降相當的液柱高度，與液體流過降液管的壓—；高度，與干板壓降相當的液柱—；平距離，進口堰與降液管間的水—；填料層分段高度，—；重力加速度，—；篩孔氣相動能因子，—；氣相動能因子，—總板效率，量綱為一；—一；液流收縮系數，量綱為—氣）；液）液沫夾帶量，—；流量，餾出液塔頂產品—；篩孔直徑，—；時的負荷系數，計算—流量系數，量綱為一；—獨立組分數；—；摩爾定壓比熱容，—；比熱容，—；塔截面積，—；篩孔總面積，—；降液管截面積，—；塔板鼓泡區(qū)面積，—mhmhmhmhmhmhmhmhmhmhmhmhsmgmskgFmskgFEEkgkgehk mo lDmdsmuCCCCk mo lkJcCkgkJcmAmAmAmAwwwLfdcTVpmTfa?39。 hkgF / 1025 7 ???? mkgF 3/?? hmFVFF/ 565 3??? ? 本次加料選用泵加料 ,所以由泵輸送時 WF 可取 ～ ,本次設計取smWF /? . 則管徑 mmmWFd LFFF 4 ????? ??? ?? 取進料管規(guī)格Φ 85 則管內徑 d=79mm 進料管實際流速 : smdVu F / 3600/ 22 ????? ? 塔頂蒸汽管 塔頂平均摩爾質量： 塔頂氣相平均摩爾質量： k m o lkgM V D M /3 4 8 1 7 8 3 ????? 塔頂液相平均摩爾質量： k m o ikgM L D M /6 9 6 4 1 5 8 ????? mkgM 3/ ??? 則塔頂蒸汽密度： mkgtR MPv o V D Mm 3/)( )(1 ??? ????? 精餾段氣相負荷： hk m o lDRV /)1( ??? 本科畢業(yè)論文 精餾段氣相質量流量： hkgVMV / 2 9 9 08 4 7 45 2 ????? 操作壓力為常壓，蒸氣速度 WP可取 12～ 20m/s，本次設計取 WP=20m/s 則： mmmvWpVdp 14 ????? ??? ?? 可取回流管規(guī)格 Φ 600 9 。)(39。液相下限線 由圖可知，操作受液泛線 和漏液控制。 olwhc? 3/23 3600)1(39。 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度 owh = 作為最小液體負荷標準 : )3600( 3/23 ?????? ? w sow l Lh 整理得： smLs /0 0 1 4 3 3m i n, ? 據此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線 4。根據給定的分離任務，求出理論板層數后，可按下式計算塔的有效高度，即 TTT HENZ )1( ?? 將 tN =23m ?TE , ?TH m 帶入得： Z=25m 篩板的流體力學校核 塔板壓降 1）干板阻力 ch 的計算 20 ?????????? CuhLVc ?? 由 ???do ， 查篩板塔的汽液負荷因子曲線圖得 ?C 故 液柱mhc 2 ?????????? 2）氣體通過液層的阻力 lh 計算 Lhh ??1 本科畢業(yè)論文 smAA Vu fT sa / ????? )/( 21210 mskguF Va ????? ? 查充氣系數關聯圖得 ?? 。0 ? ，則： mulLh wh 39。 表 23 苯與甲苯的安托尼常數 組分 A B C 苯 1211 甲苯 1345 由安托尼方程求得： kPap A ?? kPap B ?? 相對揮發(fā)度： 525..2 ????? BApp? 最小回流比及回流比 由于是飽和液體進料，有 q=1， q 線為一垂直線，在 xy 圖上交于一點 d，故點 d： ?? Fd xx ，根據相平衡方程有： )(1 )1(1 ???? ????? FFd xxy ?? 最小回流比： 59 78 i n ??????? dddD xy yxR 回流比： in2 ???? RR 全塔平均溫度 由苯與甲苯的氣液平衡數據作出 txy 圖 21， 根據塔頂、塔釜的氣液相組成在 txy 圖上查得： CtD ?? CtW ?? 全塔平均溫度 : ?????? WD ttT 本科畢業(yè)論文 x( 或 y)溫度 圖 21 苯 甲苯混合液的 txy 圖 平均黏度 表 35 苯與甲苯的液體黏度 溫度 C? 80 90 100 110 120 L? ,苯 /( smPa? ) L? ,甲苯 /( smPa? ) 在全塔平均溫度下的苯與甲苯的黏度： 679m P a., ?苯L? s0 .2 7 5 9 m P a ., ?甲苯L? 全塔溫度下的平均黏度： sm P am ???? 2 7 1 0 9 9 0 甲苯苯 ??? 相平均黏度依下式計算，即： ?? iiLm x ?? lglg 進料板 物料的 平均黏度： 由 Ｃ＝Ｆ ? 查手冊得： PA ?? smP aB .?? 2 8 1 1 7 8 8 ??L F m? 解得： smP aL F m ?? 2 8 0 ? 塔釜液相平均黏度： 由 C?? 查手冊得： PA ?? smP aB .?? 本科畢業(yè)論文 再由 : 2 5 6 1 3 3 8 ??L W m? 解得： smP aL W m ?? 2 5 4 ? 提餾段液相平均黏度： sm P aLm ???? ? 平均摩爾質量的計算 進料板物料的平均摩爾質量： 由理論塔板數計算得： ?F ?F k m o l/)7 2 2 ( 2 2 ??????VFM k m o l/)5 0 7 ( 0 7 ??????LDM 塔釜平均摩爾質量： 由理論塔板的計算過程可得 ： ?y ?x k m o l/)0 9 6 ( 9 6 ??????VWM k m o lkgM LW /)( ?????? 提餾段平均摩爾質量： k m olkgM Vm / ??? k m olkgM Lm / ??? 平均密度的計算 氣相平均密度的計算 : 由理想氣態(tài)方程計算 : m/)( vmp 3mvm ??? ???? RT M? 液相平均密度的計算 : 塔釜液相平均密度的計算： 由 CtW ?? ，查手冊得： m/ 3A ?? m/ 3?B? 塔釜的液相平均密度： m/ 1 3m ???LD? 進料板液相的摩爾質量： 由 Ｃ＝Ｆ ? 查手冊得： ｍ＝ ／ ３Ａ kg5 1 0 3? ｍ／＝ ３Ｂ ? 進料板液相的質量分數： 本科畢業(yè)論文 )( ????? ??A? 進料板的液相密度： mkgL F M 3/( 1 ???? ）? 提餾段液相平均密度： mkgLM 3/ ???? 液相平均張力 液相平均表面張力依下式計算，即： ??? ni iiLm x1 ?? 進料板液相平均表面張力： 由 Ｃ＝Ｆ ? 查手冊得： m/ NA ?? m/m5 6 7 NB ?? m/ NLF ???? 塔釜液相平均表面張力： 由 C?? 查手冊得： m/ NA ?? m/ NB ?? m/ NLW ???? 提餾段液相平均表面張力： m/ NL ???? 提餾段的氣液相體積流率 提餾段氣液相負荷： h/k m o l8 6 2 39。會議中（注：美國化學工程師 學會 1999 年年會），學者一再認為在很長的一段時期內精餾不可能為一些新興分離過程所代替。其發(fā)展方向已從常規(guī)精餾轉向普通精餾無法分離的問題，通過物理或化學手段改變物系的性質，使組分得以分離，或通過耦合技術促進分離過程，并且逐步向低能耗、低成本、清潔分離發(fā)展。 篩板是在塔板