【正文】 ? 殘 液 中 丙 醇 的 密 度 1 35 1 35 3= = 72 9 / ( )72 8 72 1 W k g mW ?? ??? 殘 液 的 密 度 7 3 6 . 4 9 7 4 4 . 0 1 37 4 0 . 2 5 /1 22FDL k g m??? ? ?? ? ?所 以 7 3 6 . 4 9 7 2 8 . 2 9 37 3 2 . 3 9 /2 22FWL k g m??? ? ?? ? ? * 4 6 ( 1 ) * 6 0 4 6 . 2 8 /M x x k g k m o lLD DD? ? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 11 * 4 6 ( 1 ) * 6 0 4 6 . 1 5 /M y y k g k m o lVD DD? ? ? ? * 4 6 ( 1 ) * 6 0 5 6 . 5 /M x x k g k m o lLF FF? ? ? ? * 4 6 ( 1 ) * 6 0 5 3 . 5 2 /M y y k g k m o lVF FF? ? ? ? * 4 6 ( 1 ) * 6 0 5 9 . 5 1 /? ? ? ?M x x k g k m o lLW WW * 4 6 ( 1 ) * 6 0 5 9 . 0 7 /M y y k g k m o lVW WW? ? ? ? /1 2MML D L FM k g k molL ??? 58 .0 1 /2 2MMLW LFM k g k m olL ??? 49 .84 /1 2MMVD VFM k g k molV ??? 56 .30 /2 2MMV W V FM k g k m olV ??? 31 . 8 3 /1 2V D V F kg mV ??? ??? 1 . 9 5 1 . 8 2 32 . 0 6 /2 22V W V F k g mV ??? ? ?? ? ? : 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 [ 2 ]3?根 據(jù) 圖 表 3 液 體 的 表 面 張 力 溫度 t,℃ 70 80 90 100 110 A? ,mN/m B? ,mN/m 8 0 7 0 8 0 7 8 . 6 07 8 . 6 6 , 1 9 . 5 3 /1 9 . 4 0 2 0 . 3 4 1 9 . 4 0ot C m N mD DADA??? ? ? ? ?? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 12 8 0 6 0 8 0 7 8 . 6 6 1 9 . 5 3 /1 9 . 4 0 2 1 . 2 7 1 9 . 4 0??? ? ? ?? ? ? m N mDBDB 0 . 9 8 * 1 8 . 4 1 ( 1 0 . 9 8 ) * 1 9 . 5 3 1 8 . 4 3 /??? ? ? ? ? ? ? ? ? m N mD B D BA D A 進(jìn) 料板液相平均表面張力的計(jì)算 1 0 0 8 0 1 0 0 9 6 . 2 49 6 . 2 4 , 1 6 . 6 6 /1 6 . 2 9 1 8 . 2 8 1 6 . 2 9??? ? ? ? ?? ? ?ot C m N mW WAWA 1 0 0 8 0 1 0 0 9 6 . 2 4 1 7 . 8 6 /1 7 . 5 0 1 9 . 4 0 1 7 . 5 0??? ? ? ?? ? ? m N mWBWB 0 . 0 3 5 * 1 6 . 6 6 ( 1 0 . 0 3 5 ) * 1 7 . 8 6 1 7 . 8 2 /??? ? ? ? ? ? ? ? ? m N mW B W BA W A 塔底液相平均表面張力的計(jì)算 1 0 0 8 0 1 0 0 8 9 . 6 78 9 . 6 7 , 1 7 . 3 2 /1 6 . 2 9 1 8 . 2 8 1 6 . 2 9??? ? ? ? ?? ? ?ot C m N mF FAFA 1 0 0 8 0 1 0 0 8 9 . 6 7 1 8 . 4 8 /1 7 . 5 0 1 9 . 4 0 1 7 . 5 0??? ? ? ?? ? ? m N mFBFB 0 . 2 5 * 1 7 . 3 2 ( 1 0 . 2 5 ) * 1 8 . 4 8 1 8 . 1 9 /??? ? ? ? ? ? ? ? ? m N mF B F BA F A 精餾段的平均表面張力： 1 8 .3 1 /1 2? ? ?? ? ?DF m N m 提留段的平均表面張力： 1 8 .0 0 /2 2? ? ?? ? ?WF m N m : 粘度的計(jì)算 表 34 .混合物的粘度 名稱(chēng) 溫度 oC 60 80 100 乙醇 丙醇 根據(jù)圖表 13 和公式 lg ??AAu TB 已知全塔平均溫度 t= 純乙醇： 6 8 6 . 6 4 6 8 6 . 6 4l g 0 . 3 8 8118 8 . 5 7 2 7 3 . 1 5 3 0 0 . 8 8 m p sa??? ? ? ?? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 13 純丙醇 9 5 1 . 0 4 9 5 1 . 0 4l g 0 . 5 3 4 8218 8 . 5 7 2 7 3 . 1 5 3 2 7 . 8 3??? ? ? ?? m p sa： ：理論板數(shù)的確定 由以上的計(jì)算得 相平衡方程：1 ( 1)?? ? ??xnyn xn ? ? 11 x? ? 又 q= q 線方程： 9 9 2 511xq Fy x xq q qqq? ? ? ? ???(2) 由（ 1）（ 2）求得 x= y= 則 0 .4 1 3 .6 4 , , 5 (m in m in0 .4 1 0 .2 5x nR R R?? ? ?? 取 .R= 則 取 整 數(shù) ） 平衡方程：( 1)? ?? ??ynxn yn （ 1） 精餾段操作線： 0 . 8 3 3 0 . 1 6 31 11xR Dy x xnn RR? ? ? ?? ?? （ 2） 提留段操作線： 70 201 ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 )R D qF F Dy x x xn Wn R D q F R D q F??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 3） 第一塊塔板上的氣相組成： ??yxD 第一塊下降的液相組成由（ 1）求?。?1x = 第二塊塔板上升的氣相組成由（ 2）求取： 2y = 2x =924 依次由（ 1）（ 2）式求得： 3y = 3x = 4y = 4x = 5y = 5x = 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 14 6 ? 6x = 7y = 7x = 8y = 8x = 9y = 9x = 因 1 1 ,qxx? 則 第 10 塊 板 上 的 氣 相 組 成 由 （ 3 ） 算， 依次使用（ 1）（ 3）式，求得： 10 ? 10 ? 11 ? 11 ? 12 ? 12 ? 13 ? 13 ? 14 ? 14 ? 15 ? 15 ? 16 ? 16 ? 17 ? 17 ? 18 ? 18 ? 19 ? 19 ? 20 ? 20 ? 21 ? 21 ? 由于 18x =xW =,則全塔理論板數(shù) 18TN? 塊（包括再沸器），加料板為第 11塊理論板。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 6 緒論 化工生產(chǎn)中，產(chǎn)品一般為混合物，要得到高純度組分則必須對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行分離；如液固的分離有過(guò)濾操作，混合氣體的分離有吸收操作；同樣混合液體的分離操作有蒸餾和精餾。塔滿足的要求：對(duì)摩爾分?jǐn)?shù)為 的乙醇 — 丙醇混合液進(jìn)行分離，塔頂采出產(chǎn)品中，乙醇所占摩爾分率為 ；釜液苯的摩爾分率為 。 這次設(shè)計(jì)將讓學(xué)生深深體會(huì)到知識(shí)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，很大的提高學(xué)生的自學(xué)能力，在設(shè)計(jì)過(guò)程中初步了解理論在世紀(jì)中的應(yīng)用的重要，對(duì)實(shí)際過(guò)程有了初步的了解，增強(qiáng)我們動(dòng)手能力也提高了我們的綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。各項(xiàng)計(jì)算如下： 1) 溢流堰長(zhǎng) wl == = 2) 出口堰高 hw =hl how 式中 ： hl —— 板上液層高，取 how —— 板上方液頭高度 選用平行堰，則堰上液頭高度可由下式計(jì)算： 3/2 ????????? whow lLEh / 0 .7 8 / 1 .2 0 .6 52 .5/ 1 4 .7 0LDwLLwh??? 式中溢流收縮系數(shù) E 可近似取 對(duì)于精餾段： 22 . 8 4 3 6 0 0 0 . 0 0 2 1 9 4 31 . 0 2 5 ( ) 0 . 0 1 3 61 0 0 0 0 . 7 8hmow ?? ? ? ? 所以出口堰高： hw == 對(duì)于提餾段： 22 . 8 4 3 6 0 0 0 . 0 0 4 6 8 1 31 . 0 2 5 ( ) 0 . 0 2 31 0 0 0 0 . 7 8ow ?? ? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 22 出口堰高： hw == ? [6]32圖 弓形降液管的參數(shù) 3) 降液管的寬度 Wd與降液管的面積 Af 由 ?Dlw 查化工原理教材下冊(cè) P127 圖 1040 得 Wd/D=， Af/AT= 故 Wd= = Af= = 4) 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積 ,即 7 360 0 3600AH Tf ssLs?? ??? ? ? ?? 故降液管設(shè)計(jì)符合要求。 0V Su m sAV Su m sA 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 24 第四章 篩板塔的流體力學(xué)驗(yàn)證 ：塔板壓降 氣象通過(guò)篩板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?1h h h hcp ?? ? ? （ 1）干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hc 依 d/σ = 5/3 =，查平篩孔的流量系數(shù)表知 ? ，根 uoVhcC o L?????? ?????? ??? 則：精餾段 2h 0 . 0 5 1 * ( 1 3 . 0 6 / 0 . 8 4 ) * ( 1 . 8 3 / 7 4 0 . 2 5 ) 0 . 0 2 2 9c m?? 提餾段： 39。 0 . 0 7 4 5 7 3 2 . 3 9 9 . 8 = 5 3 4 . 7 2 7 0 01p h L g p a p app ?? ? ? ? ? ?（設(shè)計(jì)允許值） ，霧沫夾帶量 Ve 的驗(yàn)算 ： 已知公式 ?? 依式： 65 .7 * 1 0 3 .2()u aeV Hh fT? ?? ? 則精餾段 65 . 7 * 1 0 0 . 9 7 9 3 . 2( ) 0 . 0 2 430 . 4 2 . 5 0 . 0 61 8 . 3 1* 1 0e k gV ???? ??液 /kg 氣 液 /kg 氣 提餾段： 65 . 7 * 1 0 0 . 9 9 7 3 . 2( ) 0 . 0 2 630 . 4 5 2 . 5 * 0 . 0 61 8 . 0 0 * 1 0e k gV ? ? ?液 /kg 氣 液 /kg 氣 故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過(guò)量霧沫夾帶 為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清夜層高度 ()H H hWdT? ? ? ()H H hWdT? ? ? 精餾段： 0 . 0 0 2 1 9 42210 . 1 5 3 ( ) 0 . 1 5 3 ( ) 0 . 0 0 1 2 60 . 7 8 * 0 . 0 3 11 0 1L sh d lhw? ? ? 0 . 0 6 9 7 0 . 0 6 0 . 0 0 1 2 6 0 . 1 3 0 9 6Hmd ? ? ? ? 取 ?? ，則 ( ) 0 . 5 * ( 0 . 4 0 . 0 4 7 ) 0 . 2 2 4? ? ? ? ?H h mTW 故精餾段： 0 . 1 3 0 9 6 ( ) 0 . 2 2 3H H hTWd ? ? ? ? ?則在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生液泛 提餾段： 0 . 0 0 4 6 8 139。 , 47 ,Φ 及 式 （ ） （ ） （ ）H h c d ewT 代入 ? ? ? ? ?與 式H h h h h h hwp c c o wdd 即 ? ? ? +hH h h hwp o w 得： ? ? ? ? ?222 30 . 5 * ( 0 . 4 0 . 0 4 7 ) 0 . 0 6 1 6 0 . 0 3 2 5 1 . 2 6 8 5 7 . 7 3V L Ls s s 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 31 整 理 得 ： ? ? ?22234 . 8 3 3 9 . 0 2 1 7 7 6 . 3 0V L Ls s s （