【正文】 ? 塔板詳細(xì)設(shè)計(jì) 選用單溢流，弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰。 =? = sm/ ) 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 24 39。 精餾方式 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，本精餾塔采用連續(xù)精餾方式。 如今，在老師的指導(dǎo)下，我們進(jìn)行了關(guān)于化工原理的課程設(shè)計(jì)。塔釜出來的產(chǎn)品經(jīng)水泵全部送出。 已知 : ?Lh m 0?? 故降液管內(nèi)的當(dāng)量清液高度： mhhhH ffLd ?????????? ? 苯和甲苯混 合液不易起泡 ,取 ? =,則降液管內(nèi)泡沫層高度： mmHH dfd ???? ? 不會(huì)產(chǎn)生溢流液泛。 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的校核 dH = 降液管內(nèi)的停留時(shí)間 τ = sL HA s df ????s〉 3s 不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的氣泡夾帶。 =? =( sm/ ) _39。 FB? = smpa? lglF= ? + ? 則 =(smpa?) 則 LM? = ( LW? + LF? )/2 =( smpa? ) . 氣 液體積流率的計(jì)算 由已知條件 V = hkmol/ L = hkmol/ 得 Vs =VMMvmV ?3600 =*3600 * ?( sm/3 ) Ls =LMLMML ?3600 =* * ?( sm/3 ) 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 23 第三章 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算 塔板橫截面的布置計(jì)算 塔徑 D 的計(jì)算 參考化工原理下 表 101，取板間距 HT = ?Lh HT Lh == 兩相流動(dòng)參數(shù)計(jì)算如下： LVF=VsLs LmVm?? ` FLV= = 參考化工原理下圖 1042 篩板的泛點(diǎn)關(guān)聯(lián) 得： C 20f = fC =20 20???????fC= ?? ?????? u ?f 20 20 ???????? ???????VVLfC ? ??? = ?? ）（( sm/ ) 本物系不易起泡 ,取泛點(diǎn)百分率為 80%，可求出設(shè)計(jì)氣速 nu39。因此，本設(shè)計(jì)采用篩板塔比較合適。本次設(shè)計(jì)的目的是為了把我們大學(xué)里所學(xué)過的理論知識(shí)連串起來，并將它們運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用中，加深對(duì)知識(shí)的理解及應(yīng)用能力。 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 9 第二章 篩板式精餾塔的工藝設(shè)計(jì) 精餾塔的工藝計(jì)算 苯和甲苯 的汽液平衡組成 表 21 苯和甲苯的汽液平衡組成 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 10 （ 1） 、 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 設(shè)苯以 A 表示，甲苯以 B 表示 苯的摩爾質(zhì)量： KmolKgM A /? 甲苯的摩爾質(zhì)量： mol/ KB 由?F? ?D ?以Kg1為基準(zhǔn)，則： )(?????? BA AF nn nx )(????Dx )(????wx （ 2） 、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 KmolKgMxMxM BFAFF /)1( ??????????? ）（ KmolKgMx BDDD /)1( ???????? ）（ KmolKgMxMx BwAww /)()1( ??????????? （ 3） 、 物料衡算 由題意可知 hKmo lF / ?? 總物料守恒 WDF ?? ① 苯物料守恒 WDF ?? ② 由 ① 、 ② 得： hKmolD /? hKmolW /? 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 11 回流比及 理論塔板的確定 相平衡方程為： nnnnnnn xxxxxxy )(1 )1(1 ???????? ?? 求 q線方程 冷夜進(jìn)料，取 q= 則： q 線方程為 ?????????? qqFqq xxq xxq qy 由相平衡方程和 q 線方程交點(diǎn)（ ee yx, ）求最小回流比 , ?? ee yx 回流比的確定 in ??????? ee eD xy yxR 取 R=*Rmin=*= 最小理論板數(shù)的確定 )]) g [ (lg)]1)1l g [ (m i n ????? （（? WWDD x xxxN 理論板數(shù)的捷算法 267 085 ??????R RR 由吉利蘭關(guān)聯(lián)圖讀出 : 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 12 min1NNN?? = 又 minN = 代入上試得 N= 所以理論塔板數(shù) NT=16 塊 精餾段理論板數(shù)的確定 )]) g [ (lg)]1)1l g [ (m i n ????? （（? FFDDRxxxxN 由吉利蘭關(guān)聯(lián)圖讀出 由吉利蘭關(guān)聯(lián)圖讀出 1N NN R RminR ??又 ?RN 代入上試得 NR==8（塊） 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 13 所以精餾段理論塔板數(shù) NR=8（塊） 提餾段理論板數(shù)的確定 )]) g [ (lg)]1)1l g [ (m i n ????? （（? WWFFSxxxxN 由吉利蘭關(guān)聯(lián)圖讀出 NN S SminS ?? 又 ?SN 代入上試得 NS==9 塊 所以提餾段理論塔板數(shù) NS=9（塊 ） 最終以精餾段與提餾段理論板數(shù)的總和為全塔總理論板數(shù)， 即為 17塊 。 mhl LhowSf 22 ??????? ???????????? 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 28 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的校核 dH = 降液管內(nèi)的停留時(shí)間 τ = sL HA s df ????s〉 5s 不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的氣泡夾帶。 ) ( 468 . 0 46 . 0 271 . 0 sin 46 . 0 180 271 . 0 46 . 0 271 . 0 2 2 1 2 2 2 m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 38 漏液點(diǎn)的校核 漏液點(diǎn)的孔速為： vLLoow hhCu ??? /)( ??? = ( ) / 02. 9456 ? ? ? ? ? ? 篩孔氣速 ou = 0 6( / ) 2SV msA ?? 塔板穩(wěn)定系數(shù) ? ? 6 u? ? ? ? ? 表明具有足夠的操作彈性。 (參見圖 22) （氣相負(fù)荷下限線） 由 hL =hw +how =+ sL 3/2 ， uow =osAV min. 代入下式 ]2[ 求漏液點(diǎn)氣速式： uow = vLL hh ??? /][ ?? osAVmin = 將 A o = 代入上式并整理得 Vs min = SL? 據(jù)上式，取若干個(gè) sL 值計(jì)算相應(yīng) sV 值，見表 25，作漏液線 (參見圖 21) 表 2－ 5 smLs 33 ,10 ?? 2 4 6 8 smVs 3, 取平頂堰堰上液層高度 h ow =6mm ，作為液相負(fù)荷下限條件，低于此 下限 ,則不能保證板上液流分布均勻， 則 how =?103? E（whlL ） 3/2 ? ? ? ? ? ? ? ? . 00194 . 0 8462 . 0 04913 . 0 13 . 0 0056 . 0 77 . 0 4 . 4 3 2 ） （ S L 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 32 =?103? ?（ ） 3/2 整理得： in, ?sL sm/3 P 點(diǎn)為操作點(diǎn)，其坐標(biāo)為： smVs / 3? ， sLS /? OP 為操作線， OP與液泛線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)氣相負(fù)荷為 Vs,max,與漏夜線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)氣相負(fù)荷為Vs,： 精餾段的操作彈 性 = ??ssVV 提餾段 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 33 塔徑 D 的計(jì)算 參考化工原理下表 101，取板間距 HT = ?Lh HT Lh == 兩相流動(dòng)參數(shù)計(jì)算如下 LVF =SSVL vL?? ??? 參考化工原理下圖 1042 篩板的泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)得： C 20f = fC =20 20???????fC= ?? ）（ u ?f 20 20 ???????? ???????VVLfC ? ??? = ?? ）（( sm/ ) 本物系不易起泡 ,取泛點(diǎn)百分率為 80%，可求出設(shè)計(jì)氣速 nu39。 (2) lg LW? =? lg()+? lg() 則 LW? = ( smpa? ) (3)進(jìn)料 :在 ℃下 FA?= smpa? 。篩板塔是降液管塔板中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的，它與泡罩塔相比較具有下列優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大 1015%，板效率提高 15%左右，而壓降可降低 30%左右，另外篩板塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消耗金屬少，塔板的造價(jià) 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書 7 可減少 40%左右，安裝容易，也便于清洗檢修 [2]。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)用于分離苯 甲苯混合液的篩板式精餾塔。 板效率及實(shí)際塔板數(shù)的確定 求實(shí)際板數(shù) 由 TTENN 1?? 得 精餾段實(shí)際板數(shù)： N 精 = 11 1 23 ?? （塊） 提餾段實(shí)際板數(shù)： N 提 = 13 ??（塊） 即全塔實(shí)際板數(shù)為 24塊 操作方程的確定 精餾段： Lhk m o lDRL / 0 2 ????? V=(R+1)D= = 提餾段： hk m o lqFLL /8 3 . 8 3 7 35 5 . 9 22 7 . 9 1 7 3 ????? 課程設(shè)計(jì)內(nèi)頁說明書