【正文】 fue Hh? ? ???? ?????，2 2 . 1 4 40 . 4 0 . 0 3 6 3SSaSTfVVuVAA ?? ? ?? ? ? ? , 2 / 3 2 / 336002 . 8 4 1 0 . 8 3 11 0 0 0 0 . 6 6 so w sLhL??? ? ? ????? ? ? 2 / 32 . 5 0 . 1 2 3 2 . 0 7 8f w o w sh h h L? ? ? ? 聯(lián)立以上幾式，整理得 2 / 30 .7 8 7 5 .9 0 3ssVL?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) Ls 值，依上式計(jì)算出 Vs 值，計(jì)算結(jié)果列于 下 表。 提餾段： 1. 塔板壓降 1） 干板阻力 ch 計(jì)算 由 0 / 5 / 3 1. 67d ? ??，查圖得， 0 ? 干板阻力 2 2001 1 .5 6 3 .1 20 .0 5 1 0 .0 5 1 0 .0 4 60 .7 7 2 7 8 1 .9 3VcLhmC?? ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ????? 2）氣體通過(guò)液層的阻力 lh 計(jì)算 20 . 3 7 0 . 7 9 /0 . 4 0 . 0 3 6 3Sa TfV msAA? ?? ? ?? ? ?， 0 . 5 1 0 . 50 . 7 9 3 . 1 2 1 . 3 9 5a a VF u k g s m? ??? ? ? ? ? ? 由 o? 與 aF 關(guān)聯(lián)圖查得板上液層充氣系數(shù) o? =，依式 0. 6 0. 06 0. 03 6l o Lh h m?? ? ? ? 3）液體表面張力 ?h 計(jì)算 依式 304 4 1 8 . 4 9 1 0 0 . 0 0 1 9 0 . 0 0 27 8 1 . 9 3 9 . 8 1 0 . 0 0 5Lh m mgd??? ???? ? ? ??? 故 0 . 0 4 6 0 . 0 3 6 0 . 0 0 2 0 . 0 8 4p c lh h h h m?? ? ? ? ? ? ? 則單板壓強(qiáng)： 0 . 0 8 4 7 8 1 . 9 3 9 . 8 1 6 4 4 . 3 4 0 . 9P p LP h g P a k P a?? ? ? ? ? ? ? 2. 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 W m?? b)開孔區(qū)面積計(jì)算 ： ?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 s in1802 ? 0 . 8 0 . 0 3 5 0 . 3 6 522CDR W m? ? ? ? ?， ? ? ? ? W W? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 1 20 . 2 3 62 0 . 2 3 6 0 . 3 6 5 0 . 2 3 6 0 . 3 6 5 s i n 0 . 3 1 91 8 0 0 . 3 6 5aAm ? ???? ? ? ? ? ????? c)篩孔數(shù) n 與開孔率 ? ： 取篩空的孔徑 0d 為 mm5 ，正三角形排列，碳鋼 板厚為 mm3 ,取 ?dt ， 故孔中心距 mmt ??? 14 篩孔 數(shù) 3 1155 10 ?? ? ? ? ?個(gè)， 開孔率 2200. 90 7 50. 90 7 10 .1 %15()t d? ??? ? ? ????? 則每層板上的開孔面積 0A 為 20 0 . 1 0 1 0 . 3 1 9 0 . 0 3 2aA A m?? ? ? ? ? 氣體通過(guò)篩孔的氣速為00 .3 6 1 1 .2 5 /0 .0 3 2So V msA? ? ? ? 提餾段 篩孔數(shù)、開孔率與精餾段相同 氣體通過(guò)篩孔的氣速為 39。39。339。 s lg μ LFm= lg()+ () lg() 解出 μ LFm= mPa 三、 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 1. 操作壓力計(jì)算 塔頂操作壓力 DP =+4= kPa 每層塔板壓降 △ P＝ kPa 塔底 操作 壓力 wP =+? 24= kPa 進(jìn)料板操作壓力 FP =+? 11= kPa 精餾段平均壓力 P m ＝（ +） /2＝ kPa 提餾段平均壓力 P m =（ +） /2 = kPa 2. 操作溫度計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由通過(guò)試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由 安托尼方程計(jì)算，計(jì)算過(guò)程略。5x? ； 39。39。 3. 28 11 .0 7 1 28 .0 8 64 .3 9 /L R D qF k m ol h? ? ? ? ? ? ? 4. 求操 作線方程 精餾段方程為：1 0 . 7 6 6 0 . 2 2 711 Dn n nxRy x xRR? ? ? ? ??? 提餾段方程為： 39。 5 （三） 塔工藝計(jì)算 一、 精餾塔物料衡算 1． 原料液及塔頂產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 0 .3 5 / 7 8 .1 1 0 .3 8 80 .3 5 / 7 8 .1 1 0 .6 5 / 9 2 .1 3Fx ??? 0 . 9 7 7 8 . 1 1 0 . 9 7 40 . 9 7 7 8 . 1 1 0 . 0 3 9 2 . 1 3Dx ??? 2. 原料液及塔頂產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 0. 38 8 78 .1 1 0. 61 2 92 .1 3 86 .5 68FM k g k m ol? ? ? ? ? 0 .9 7 4 7 8 .1 1 0 .0 2 6 9 2 .1 3 7 8 .4 7 5DM k g k m o l? ? ? ? ? 3. 由 物料衡算 計(jì)算塔底產(chǎn)品的摩爾分率及平均摩爾質(zhì)量 原料處理量 317 50 0 10 / 28 .0 830 0 24 86 .5 68F k m ol h k m ol h??? ? ? 總物料衡算 =D＋ W 苯 塔頂回收率 (D )/(F )= 聯(lián)立解得 D＝ kmol/h W= kmol/h 式中 F原料液流量 D塔頂產(chǎn)品量 W塔底產(chǎn)品量 由 苯物料衡算 ＝ ＋ Wx 解得 Wx = 二、 塔板數(shù)確定 1．苯 甲苯相對(duì)揮發(fā)度確定 根據(jù)表 2 計(jì)算各溫度下相對(duì)揮發(fā)度，得以下計(jì)算結(jié)果： T= C ,? =。 塔板的類型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開有許多均布的篩孔，孔徑一般為3~8mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。 4 （二） 概述 一、 精餾基本原理 精餾操作就是利用液體混合物在一定壓力下各組分揮發(fā)度不同的性質(zhì)，在塔內(nèi)經(jīng)過(guò)多次部分汽化與多次部分冷凝， 使各組分得以完 全分離的過(guò)程。 5. 設(shè)計(jì)結(jié)果概要或設(shè)計(jì)一覽表 6. 輔助設(shè)備的選 型 —— 對(duì)再沸器進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)預(yù)熱器進(jìn)行選型 7. 參考文獻(xiàn) 8. 對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述或有關(guān)問(wèn)題的分析討論。 塔底設(shè)置再沸器 采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。 (３ ) 小孔篩板容易堵塞。 ( 1 ) ( 1 ) ( 3. 82 1 ) 11 .0 7 47 .3 8 /V R D q F k m ol h? ? ? ? ? ? ? ? 39。2139。5y? ， 39。 取全塔板效率為 ，可得實(shí)際板數(shù)為 24，進(jìn)料板為第 11 塊板。 s μ B= mPa ( 1 ) /V V q F K m ol h? ? ? ? 39。 精餾段和提溜段 塔徑不一致，根據(jù)塔徑的選擇規(guī)定，對(duì)于相差不大的二塔徑取二者中較大的，因此塔徑取 2. 精餾塔有效高度計(jì)算 精餾段 有效高度為 ( N 1 ) 0. 40 (10 1 ) 3. 6TZ H m? ? ? ? ? ? 提餾段有效高度為 39。 a)取邊緣區(qū)寬度 Wc=,安定區(qū)寬度 39。 16 根據(jù)以上塔板的各項(xiàng)液體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為精餾段塔徑及各項(xiàng)工藝尺寸是適合的。 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。 精餾段塔負(fù)荷性能圖 20 由此得出 , 3,min /sV m s? ， 3,max /sV m s? 故操作彈性為： ,m ax,m in0 .6 2 2 .9 50 .2 1ssVV ?? 提 餾段： 1. 漏液線 由 ? ? VLLow hhC ??? ? / 0 5 0 ??? ， 232 .8 41000 hOW WLhEl??? ???? 得2 / 3, m i n 0 02 . 8 44 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 31000hs w L VwLV C A h E hl ? ???? ????? ? ? ????? ?????? 整理得 2 / 3, m in 1 .7 2 0 .0 0 9 9 7 0 .1 0 8sSVL?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) Ls 值，依上式計(jì)算出 Vs 值，計(jì)算結(jié)果列于 下 表。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如圖所示。 2） 確定流體的定性溫度及平均溫度差 熱源采用低壓飽和水蒸汽，表壓為 kPa，在絕壓 P= ，水蒸汽的溫度為 t?℃ 。最后進(jìn)行篩板流體力學(xué)驗(yàn)算、塔板負(fù)荷性能圖計(jì)算 等設(shè)計(jì)工作 ， 對(duì)塔的附屬設(shè)備（再沸器和預(yù)熱器）進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而完成了整個(gè)設(shè)計(jì)任