【正文】 指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂空間的距離。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示： 112 ???????? ??? tt ttrrcc （氯苯的臨界溫度： C?? ） （六）液體的平均粘度 mLμ, 塔頂：查化工原理附錄 11，在 80℃下有： ? ? ? ? sm P a ???????? , DBBDAAmLD xμxμμ 加料板： sm P a3 1 9 0 , ??????mLF? 精餾段： ? ? sm P a3 1 7 , ????mL? 五．精餾段的汽液負(fù)荷計(jì)算 汽相摩爾流率 ? ? k m o l / 3 5 15 4 ????? DRV 汽相體積流量 / 3, ????? mVmVs VMV ? 汽相體積流量 /h6 4 9 4 . 4 m/ 33 ??hV 液相回流摩爾流率 k m o l/ 5 15 4 ???? RDL 液相體積流量 /sm00 3, ????? mLmLs LML ? 液相體積流量 /h8 . 2 4 m/sm0 0 2 2 33 ??hL 冷凝器的熱負(fù)荷 ? ?? ? kW1 5 9 33 6 0 0/3 1 3 5 ???? VrQ 14 六．塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 （一）塔徑 mm450?TH 及板上液層高度 mm60?Lh ，則： ???? LT hH Smith 法求取允許的空塔氣速 maxu （即泛點(diǎn)氣速 Fu ） 0 2 1 5 08 0 0 0 2 2 ??????????????????????????????VLssVL ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ?C 負(fù)荷因子 08 20 20 ??????????????? ?CC 泛點(diǎn)氣速： ? ? ? ? ????? VVLCu ??? m/s ，則空塔氣速為 m / s9 6 6 m a x ?? uu m5 4 6 6 ????? uVD s ? 圓整取 mm1600?D ，此時(shí)的操作氣速 m/?u 。 二．全塔的物料衡算 （一）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率 苯和 氯苯的相對摩爾質(zhì)量分別為 kg/kmol 和 。 3 七．設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 苯 氯苯純組分的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù) 溫度，（℃ ） 80 90 100 110 120 130 ?ip Pa 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 其他物性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊。整個(gè)精餾塔包括：塔釜、塔節(jié)、進(jìn)料罐、進(jìn)料預(yù)熱器、塔釜液儲罐、塔頂冷凝器、回流比控制器、產(chǎn)品儲罐等。 R 將表 31中數(shù)據(jù)作圖得 yx~ 曲線。 （ 2）出口堰高 wh owLw hhh ?? 對平直堰 ? ? 3/2/0 0 2 8 whow lLEh ? 由 ?Dlw 及 ??wh lL ，查化工原理課程設(shè)計(jì)圖 55 得1?E ，于是： ? ? ?????owh （滿足要求） m0 4 8 1 1 ????? owLw hhh （ 3）降液管的寬度 dW 和降液管的面積 fA 由 ?Dlw ，查化原下 P147圖 1116得 0 5 ,?? Tfd AADW ，即： ?dW ， 22 ?? DAT ， ?fA 。 （三）人孔數(shù)目 人孔數(shù)目根據(jù)塔板安裝方便和物料的清洗程度而定。 如圖 82（ d）、（ e）所示。 f．由總傳熱速率方程 Q = KSΔ tm，初步計(jì)算出傳熱面積 S，并確定換熱器的基本尺 寸（如 D、 L、 n 及管子在管板上的排列等），或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備規(guī)格（ 2）計(jì)算管程、殼程壓強(qiáng)降 根據(jù)初定的設(shè)備規(guī)格，計(jì)算管程、殼程流體的流速和壓強(qiáng)降。這種型式再沸器汽化率不大于 40%，否則傳熱不良。但太小不僅增加阻力損失，而且容易堵塞?；亓鞅葘Σ僮髻M(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用均有很大的影響，因此必須選擇合適的回流比。此外，在泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設(shè)計(jì)和制造上提供了方便。資料、數(shù)據(jù)的收集，流程方案的確定，操作參數(shù)的選擇，工藝和設(shè)備的計(jì)算等，單憑所學(xué)教科書是難以解決的，它要求設(shè)計(jì)小組中每個(gè)成員均要去查閱一定的資料、文獻(xiàn)，并結(jié)合在化工原理課程中所學(xué)習(xí)過的理論知識及已修課程 (如化學(xué)，物理化學(xué)，工程制圖、分離技術(shù)等 )的基礎(chǔ)之上做綜合運(yùn)用。 5. 熱能的利用 精餾過程是組分反復(fù)汽化和反復(fù)冷凝的過程，耗能較多，如何節(jié)約和合理地利用精餾過程本身的熱能是十分重要的。有時(shí)應(yīng)用加壓精餾的原因，則在于提高平衡溫度后，便于利用蒸汽冷凝時(shí)的熱量，或可用較低品位的冷卻劑使蒸汽冷凝，從而減少精餾的能量消耗。 1． 滿足工藝和操作的要求 所設(shè)計(jì)出來的流程和設(shè)備能保證得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。 加熱蒸氣鼓泡管（又叫蒸氣噴出器）若精餾塔采用直接蒸氣加熱時(shí)，在塔釜中要裝開孔的蒸氣鼓泡管。 （ b）是夾套式再沸器，液面上方必須留有蒸發(fā)空間，一般液面維持在容積的 70%左右。 (1)計(jì)算并初選設(shè)備規(guī)格 a．確定流體在換熱器中的流動途徑 b．根據(jù)傳熱任務(wù)計(jì)算熱負(fù)荷 Q。這種布局的優(yōu)點(diǎn)是上升蒸汽壓降較小，蒸汽分布均勻，缺點(diǎn)是塔頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便維修，當(dāng)需用閥門、流量計(jì)來調(diào)節(jié)時(shí)，需較大位差，須增大塔頂板與冷凝器間距離，導(dǎo)致塔體過高。( 2 )D p T T F BH H N S H S H H H? ? ? ? ? ? ? ? ? (81) 式中 HD—— 塔頂空間， m； HB—— 塔底空間， m； HT—— 塔板間距， m； HT’ —— 開有人孔的塔板間距， m； HF—— 進(jìn)料段高度， m； Np—— 實(shí)際塔板數(shù)； S—— 人孔數(shù)目（不包括塔頂空間和塔底空間的人孔）。 ? ? 842/8880 ???mt ℃ （三）平均分子量 mM 塔頂： ?? Dxy ， ?x （查相平衡圖） ? ? k g /k m o , ??????mVDM ? ? k g /k m o , ??????mLDM 加料板： ?Fy ， ?Fx （查相平衡圖） ? ? k g / k m o , ??????mVFM ? ? k g / k m o , ??????mLDM 精餾段： ? ? k g / k m o , ???mVM ? ? k g / k m o , ???mLM （四）平均密度 mρ mLρ, 表 41 組分的液相 密度 ρ （ kg/m3） 12 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ρ 苯 817 805 793 782 770 757 氯苯 1039 1028 1018 1008 997 985 純組分在任何溫度下的密度可由下式計(jì)算 苯 ： tA ??ρ 推薦： tA ??ρ 氯苯 ： tB ??ρ 推薦： tB ??ρ 式中的 t為溫度，℃ 塔頂： 3k g /, ?????? tρ ALD 3k g / 0 3 9800 6 5 1 2 40 6 5 1 2 4, ?????? tρ BLD 3kg/ , ?????? mLDBLDBALDAmLD ρρa(bǔ)ρ aρ 進(jìn)料板： 3k g /, ?????? tρ ALF 3k g /, ?????? tρ BLF 3, k g / ?????? mLFBLFBALFAmLFaa ???? 精餾段： ? ? 3, k g / 5 02/ 7 2 0 ???mL? mVρ, ? ? 3, k g / 7 33 1 0 7 ??? ??? m mVmmV RTMp? （五） 液體的平均表面張力 mσ 附： 表 42 組分的表面張力 σ （ mN/m） 溫度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ 苯 氯苯 雙組分混合液體的表面張力 mσ 可按下式計(jì)算： ABBABAm xx σσ σσσ ?? （ BA xx、 為 A、 B組分的摩爾分率） 計(jì)算得，塔頂： mN/, ?ADσ ； mN/, ?BDσ （ 80℃） 13 m N/ , ??????? ??? ?????????? ??DABBABAmD xσxσ σσσ 進(jìn)料板： mN/, ?AFσ ； mN/, ?BFσ （ 88℃） m N/ , ??????? ??? ?????????? ??FABBABAmF xx ?? ??? 精餾段： ? ? m N / ???m? 氯苯的汽化潛熱： 常壓沸點(diǎn)下的汽化潛熱為 103kJ/kmol。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。 六．設(shè)計(jì)內(nèi)容 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； （可根據(jù)實(shí)際情況選作）； 。塔壓降由變送器測量，塔釜上升蒸汽量可通過采用釜液溫度或靈敏板進(jìn)行控制，塔壓可采用穩(wěn)壓閥控制，并可裝載自動安全閥。 9 圖 31 苯 — 氯苯混合液的 x— y 圖 在 yx~ 圖上，因 1?q ，查得 ?ey ，而 ?? Fe xx ， ?Dx 。 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間 ????? sTf LHA? （滿足要求） （ 4）降液管的底 隙高度 oh 液體通過降液管底隙的流速一般為 ~，取液體通過降液管底隙的流速m/??ou ，則有： m0 2 9 0 0 2 2 ????? ow so ul Lh （ oh 不宜小于 ~，本結(jié)果滿足要求） （ 1）邊緣區(qū)寬度 cW 與安定區(qū)寬度 sW 邊