【正文】 密度 CtW ?? ，查表 5，用內(nèi)插法算得： 則 （ 5）塔釜出料的質(zhì)量流量 （ 6） 液相黏度 查表 6可得： CtW ?? 時(shí)， smP a ?? ? ， smP a ?? ? 則 ? ? ? ? sm P axx WWLW ?????????? ??? （ 7）液相平衡表面張力 由 CtW ?? ，查手冊 得： mmNmmN , ?? 水甲 ?? 則 ? ? 水甲 ??? WWLW xx ??? 1 ? ? 1 7 1 7 ????? ? （ 8）塔釜數(shù)據(jù)結(jié)果 表 8 塔釜數(shù)據(jù)結(jié)果表 δ LW(mN/m) MLW(kg/kmol) MVW(kg/kmol) ρ LW(kg/m3) 3 0 0 k 736 . 0 3 . 101 3 . 115 94 . 96 15 . 273 15 . 273 4 . 22 63 . 19 4 . 22 m g P P T T M VW VW ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 754 . 718 m kg ? 甲 ? 3 51 . 960 m kg ? 水 ? 3 57 . 950 m kg LW ? ? h kg W 742 . 2487 ? ? 16 ρ VW(kg/m3) μ LW(mPa?s) Wˊ (kg/h) W(kmol/h) 3. 進(jìn)料條件下的流量及物性參數(shù) 已知 , ???? FF xxhK m o lF （ 1）氣相平均相對分子質(zhì)量 查表 2，用內(nèi)插法可得： ?Fy 則 （ 2）液相平均相對分子質(zhì)量 （ 3）氣相密度 （ 4） 液相密度 CtF ?? ，查表 5，用內(nèi)插法算得： 則 （ 5）液相黏度 查表 6可得： CtF ?? 時(shí)， sm P asm P a ???? 3 8 ,3 1 水甲 ?? ? ? kmol kg M y M y M F F VF 44 . 24 02 . 18 242 . 0 04 . 32 758 . 0 1 ? ? ? ? ? ? ? ? 水 甲 kmol kg M LF 441 . 24 ? 3 0 0 k 10 . 1 3 . 101 4 . 110 72 . 73 15 . 273 15 . 273 4 . 22 65 . 28 4 . 22 m g P P T T M VF VF ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 38 . 739 m kg ? 甲 ? 3 39 . 969 m kg ? 水 ? 3 k 92 . 816 m g LF ? ? 17 則 ? ? ? ? sm P axx FFLF ?????????? ??? （ 6）進(jìn)料質(zhì)量流量 （ 7）液相平衡表面張力 由 CtF ?? ,查手冊得： mmNmmN , ?? 水甲 ?? 則 ? ? 水甲 ??? FFF xx ??? 1 ? ? ????? ? （ 8）進(jìn)料數(shù)據(jù)結(jié)果 表 9 進(jìn)料數(shù)據(jù)結(jié)果表 δ LF(mN/m) MLF(kg/kmol) MVF(kg/kmol) ρ LF(kg/m3) ρ VF(kg/m3) μ LF(mPa?s) Fˊ (kg/h) F(kmol/h) 4. 精餾段的流量及物性參數(shù) （ 1）氣相平均相對分子質(zhì)量 （ 2）液相平均相對分子質(zhì)量 h kg F 604 . 6433 ? ? M M M VF VD V 86kg/kmol . 29 2 65 . 28 073 . 31 2 ? ? ? ? ? 精 M M M LF LD L 76kg/kmol . 27 2 441 . 24 073 . 31 2 ? ? ? ? ? 精 18 （ 3）氣相密度 （ 4）液相密度 （ 5）液相黏度 sm P aLFLDL ?????? ??? 精 （ 6）氣相流量 摩爾流量： 質(zhì)量流量： （ 7）液相流量 摩爾流量： 質(zhì)量流量： （ 8）液相平衡表面張力 mmNFD ????? ???精 （ 9）精餾段數(shù)據(jù)結(jié)果 表 10 精餾段數(shù)據(jù)結(jié)果表 δ L精 (mN/m) ML精 (kg/kmol) MV精 (kg/kmol) ρ L精 (kg/m3) ρ V精 (kg/m3) μ L精 (mPa?s) 3 107 . 1 2 10 . 1 114 . 1 2 m kg VF VD V ? ? ? ? ? ? ? ? 精 3 535 . 785 2 92 . 816 15 . 754 2 m kg LF LD L ? ? ? ? ? ? ? ? 精 ? ? ? ? h kmol D R V 12 . 215 99 . 126 1 694 . 0 1 ? ? ? ? ? ? 精 h kg M V V V 48 . 6423 86 . 29 12 . 215 ? ? ? ? ? 精 精 精 h kmol RD L 13 . 88 99 . 16 694 . 0 ? ? ? ? 精 h M L L L 49kg . 2446 76 . 27 13 . 88 ? ? ? ? ? 精 精 精 19 V 精 ˊ (kg/h) V 精 (kmol/h) L 精 ˊ (kg/h) L 精 (kmol/h) 5. 提餾段流量及物性參數(shù) （ 1）氣相平均相對分子質(zhì)量 （ 2） 液相平均相對分子質(zhì)量 （ 3）氣相密度 3/ mkgVFVWV ????? ??? 提 （ 4） 液相密度 3/ mkgLFLWL ????? ??? 提 （ 5）液相黏度 sm P aLFLWL ?????? ??? 提 （ 6） 氣相流量 摩爾流量：因?yàn)槭桥蔹c(diǎn)進(jìn)料， 質(zhì)量流量： （ 7）液相流量 摩爾流量： 質(zhì)量流量： （ 8） 液相平衡表面張力 kmol kg M M M VF VW V 14 . 24 2 65 . 28 63 . 19 2 ? ? ? ? ? 提 kmol kg M M M LF LW L 35 . 21 2 441 . 24 26 . 18 2 ? ? ? ? ? 提 h kmol V V 12 . 215 ? ? 精 提 h kg M V V V 00 . 5193 14 . 24 12 . 215 ? ? ? ? ? 提 提 提 h kmol F L L 36 . 351 23 . 263 13 . 88 ? ? ? ? ? 精 提 h kg M L L L 536 . 7501 35 . 21 36 . 351 ? ? ? ? ? 提 提 提 20 mmNFW ????? ???提 （ 9）提餾段數(shù)據(jù)結(jié)果 表 11 提餾段結(jié)果數(shù)據(jù)表 δ L提 (mN/m) ML提 (kg/kmol) MV提 (kg/kmol) ρ L提 (kg/m3) ρ V提 (kg/m3) μ L提 (mPa?s) V 提 ˊ (kg/h) 5193 V 提 (kmol/h) L 提 ˊ (kg/h) L 提 (kmol/h) 21 第 2 章 塔及塔板工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 塔徑的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 精餾段的氣液相負(fù)荷 （ 1）氣相負(fù)荷： smVVVs3 ?????精精精 ? （ 2）液相負(fù)荷： smLLLs 0 6360 0 ???????精精精 ? 2. 提餾段得氣液相負(fù)荷 （ 1）氣相負(fù)荷： smVVVs3 ?????提提提 ? （ 2）液相負(fù)荷： smLLLs ???????提提提 ? 3. 各段負(fù)荷因子 初選板間距 mHT ? ，取板上液層高度 mhL ? ，則有： mhH LT ???? 精餾段氣液動(dòng)能參數(shù)為： 21421 ??????????????? ?????????????????? ?精精精精VLssVL ?? 提餾段氣液動(dòng)能參數(shù)為： 21321 ??????????????? ?????????????????? ?提提提提VLssVL ?? 則根據(jù) Smith 關(guān)聯(lián)圖可知： smC ?精 smC ?提 則精餾段的實(shí)際負(fù)荷因子： smCC 0 8 3 207 1 6 20 ?????????????????? 精精 精 ? 22 提餾段的實(shí)際負(fù)荷因子： smCC 20 ?????????????????? 提提 提 ? 4. 各段空塔氣速 精餾段的最大空塔氣速： smCUVVL a x ??????精精精精精 ? ?? 提餾段的最大空塔氣速： smCUVVL a x ??????提提提提提 ? ?? 取安全系數(shù)為 則：精餾段的空塔氣速： smUU 5 4 0 m a x ???? 精精 提餾段的空塔氣速： smUU m a x ???? 提提 5. 各段塔徑 精餾段塔徑： mUVD s ????? ?? 精精精，圓整后取 。 5. 降液管底隙高度 oh 精餾段：取液體通過降液管底隙的流速 smu ?精 25 則精餾段降液管底隙高度： mul Lhwso 40????? ?精精精 驗(yàn)算： mmhh ow ????? 精精 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 液相負(fù)荷上限線 取液體在降液 管中停留時(shí)間為 4s，則由 smAHL fTs 3m ax, 0 0 6 0 6 ????? ?知：液相負(fù)荷上限線（ 3）在 ss LV? 坐標(biāo)圖上為與氣體流量 sV 無關(guān)的垂直線。 精餾段負(fù)荷性能圖 1 2 3 5 4 0 1 2 3 0 Ls Vs O P 36 提餾段負(fù)荷性能圖 可知本設(shè)計(jì)塔板上限由霧沫夾帶控制，下限由漏液控制。 （ 2）無效區(qū) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選取無效區(qū)的寬度 mmWc 40? 。 2. 塔底空間 塔底空間指塔內(nèi)最下層塔板到塔底的間距。本設(shè)計(jì)選用 300kPa 的飽和水蒸氣作加熱介質(zhì)。甲醇 — 水系統(tǒng)在常壓下?lián)]發(fā)度相差較大，較易分離，故本設(shè)計(jì)采用常壓精餾。 5． 流體力學(xué)驗(yàn)算 繪制塔板負(fù)荷性能圖 6． 塔的工藝條件圖 以單線圖的形式繪制，圖面上應(yīng)包括 主體 設(shè)備的外形、工藝參數(shù)等。實(shí)現(xiàn)原料混合物中各組成分離該過程是同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)傳熱的過程。節(jié)省能源，綜合利用余熱。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后進(jìn)入貯槽再經(jīng)過冷卻器冷卻。直接蒸汽加熱直接由塔底進(jìn)入塔內(nèi)。 精餾段的操作線方程為： ?????? xR xxR Ry D 提餾段的操作線方程為： ?? xy 根據(jù)表 2的平衡數(shù)據(jù)以及以上操作線方程可作圖如下： ? ? h kJ t C D Q P D 5 1 10 045 . 1 02 . 74 38 . 65 066