【文章內(nèi)容簡介】 /0 5 7 9 7 3 1 2 2 5 9 , ?????? ?Dt ℃ mND /?甲醇，? mND /?水，? mNDm /0 1 7 2 6 5 1 6 , ?????? ?Wt ℃ mNW /?甲醇，? mND /?水，? mNWm /0 5 8 6 5 8 )0 0 4 (0 1 2 8 0 4 , ??????? 精餾段液相平均表面張力： mNm / ???精? 提餾段液相平均表面張力： mNm / ???提? 液體的粘度 1lg lgnlm i ii x???? ? 甲醇 水各溫度下的粘度 (內(nèi)插法求得 ) 溫度℃ 塔釜溫度 tW 定性溫度 tm 進料溫度 tf 塔頂溫度 tD 甲醇 410?? 2,720 410?? 410? 410?? 水 410?? 410?? 310?? 410?? 25 1) td=℃ ?D甲醇，? ?D水，? sm p aL DmL Dm .3 2 9 0 3 7 2 8 ?????? ?? 2) tf=℃ ?f,甲醇? ?f,水? sm p aL DmL f m .9 3 0 1 9 2 7 0 ?????? ?? 3) tw=℃ ?W甲醇，? ?W水，? sm p aL W mL W m .2 8 4 1 8 4 9 5 2 9 0 4 ?????? ?? 精餾段液相平均粘度： sm pam . ???精? 提餾段液相平均粘度： sm pam . ???提? 液負荷計算 精餾段： hk m o lDRV /)()1( ?????? hk mo lRDL /2 7 1 0 51 2 ???? smMVVVmVmS /53 00 00 3?? ????精精? smLMLLLS / 3?????精精? 提餾段： hk m o lqFLL / ??????? hk m o lFVV / ??????? ）（ 26 smMVVVVS / 3?? ??????提提? smMLLLLS / 33???? ?????提提? . 塔徑塔板工藝尺寸的確定 塔板 的計算 塔徑的計算 欲求塔徑應先求出 u，而 u＝安全系數(shù) umax m a x Lm V mVmuC??? ?? 精 精精 精 式中： 3L3Vkg / m 。kg / m 。m / s 。C????????液 相 密 度 ，氣 相 密 度 ，負 荷 因 子 ， 精餾段 : 取塔板間距 ? ， 板上液層高度 1 5 5 0 .0 5 5h m m m?? ， 塔板間距與塔徑的關(guān)系 塔 徑 /D， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 /HT， mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 那么分離空間： 1 0 .4 0 .0 5 5 0 .3 4 5TH h m? ? ? ? 功能參數(shù)： 01 84 22 10 ???精精VLSSVL ?? 從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得： 27 0 7 ?C 由于 0805 20 20 ?????????????????? 精mCC ? smCuVVLm /0 9 2 3 2 2 3 2 90 5 a x ??????????????精精精精 ? ??? 取安全系數(shù) = 則 smuu / m a x ????? muVD S ????? ?? 取圓整得 D= 塔截面積： 222 )(44 mDAT ???? ?? 空塔氣速： smAVu TS / ??? 28 提餾段 : 功能參數(shù)： 3 ???????提提VLSSVL ?? 取塔板間距 ? ，板上液層高度 1 5 5 0 .0 5 5h m m m?? ， 那么分離空間 : 2 9 5 ???? lT hH 從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得： ??C ???????????????????? 提mCC ? smCuVVLm /3 1 1..29 6 1 9 6 1 . 0 7 4 402020m a x ????????????????提提提提 ? ??? 取安全系數(shù) = 則 smuu /6 1 8 1 m a x ??????? muVD S ???????? ?? 所以圓整取 ??D m,塔截面積： ? ? ? ? 22 ????? ?? DAT m2 空塔氣速： smAVu TS / ?????? 溢流裝置的確定 選用單溢流、弓形降液管、平行受液盤及平行溢流堰，不設進口堰。單溢流又稱直徑流，液體自液盤橫向流過塔板至溢流堰，流體流徑較大，塔板效率高，塔板結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，直徑小于 的塔中廣泛使用。工業(yè)中應用最廣的降液管是弓形降液管。 1) 溢流堰長 Wl 精餾段： 根據(jù)塔徑 = ,溢流堰長 mDlW ????精 29 提餾段： 根據(jù)塔徑 = ,溢流堰長 mDlW ????提 2)出口堰高 OWLW hhh ?? 選 用 平 直 堰 ， 堰 上 液 液流 收縮系數(shù) 精餾段： 提流段 : mhhhhElLLLEhmLlLEhOWLWOWWhShhWhOW)(1000. 0 2 513600/10003233332?????????????????????????????????，則近似取由圖查得液流收縮系數(shù)，塔內(nèi)液體流量，精 30 mhhhmhElLOWLWOWWh)(1000. 0 4 013233???????????????????，則近似取由圖查得提 3） 弓形降液管寬度 dW 和面積 fA ?Dlw 查圖知 , ?? DWAA dTf 精餾段： 3 0 9 ???fA WD= = 停留時間 00 ????? S TfLHAθ 提鎦段： ????fA ????W ssL HASTf 0 2 9 3 4 9 0 1 ????? ????θ 停留時間 S539。?? 故降液管尺寸可用。 4) 降液管底隙高度 降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以 h0表示。降液管底隙高度 31 應低于出口堰高度 hw， (hwho)不應低于 6mm 才能保證降液管底端有良好的液封 . 工程上 ho一般取 2025mm。本次設計中取 23mm。 hwho=39 23 =16 mm 6 mm 故降液管底隙高度設計合理。 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 1) 入口安定區(qū) 塔板上液流的上游部位有狹長的不開孔區(qū)，叫入口安定區(qū)，其寬度為 SW 。此區(qū)域不開孔是為了防止因這部位液層較厚而造成傾向性液 封，同時也防止氣泡竄入降液管。一般取 SW =（ 50~100） mm,精餾段取 SW =75mm,提鎦段取 SW =75mm。 2） 出口安定區(qū) 在塔板上液流的下游靠近溢流堰部位也有狹長的不開孔區(qū)，叫出口安定區(qū)，其寬度與入口安定區(qū)相同，亦為 SW 。這部分不開孔是為了減小因流進降液管的液體中含氣泡太多而增加液相在降液管內(nèi)排氣的困難。精餾段取 SW =75mm,提鎦段取 SW =75mm。 3） 邊緣固定區(qū) 在塔板邊緣有寬度為 WC的區(qū)域不開孔，這部分用于塔板固定。一般 CW =（ 25~50） mm。精餾段取 CW =40mm,提鎦段取CW =40mm。 鼓泡區(qū)閥孔數(shù)的確定及排列 D 精 =D 提 =1200mm 所以查表得：塔板分塊數(shù)（精餾） =塔板分塊數(shù)（提餾） =3 塔徑 D/mm 8001200 14001600 18002021 22002400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 32 工藝要求：孔徑 md ? 精餾段 ： 取閥孔動能因子 F? =10 孔速 smFuVC/ 100,0 ???精? 浮閥孔數(shù) )(1 4 4 20 3 9 3 5 3 6 4 2,020個?????? ??CSudVN 取無效區(qū)寬度 cW = 安定區(qū)寬度 sW = 弓形降液管寬度 ?W 開孔區(qū)面積 2 2 2 12 s in180a xA x R x R R? ???? ? ?????= 其中 R= 2cDW?= x= ()2dD W Ws??= 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排 33 圖如下： 經(jīng)過精確繪圖，得知，當 t’ =65mm 時，閥孔數(shù) N 實際 =120 個 按 N=121 重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)： 孔速 u0= VS/（π 1/4 d2 N） = m/s 34 F0=uo (ρ V,M) = 閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在 9～ 12 范圍內(nèi)。 ∴ 開孔率 % )( 20 ??????DdN 實際? (∵ 5%%14%,∴符合要求 ) 故： t=75mm , t’ =65mm, 閥孔數(shù) N 實際 =120 個 ∴則每層板上的開孔面積 AO =A a φ = %= 提 餾 段： 取閥孔動能因子 100 ??F 孔速 smFuVC/ 1 6 100,0 ?????提? 浮閥數(shù) )(7 1 5 4 2,020個????????? ??CSudVN 取無效區(qū)寬度 ??CW 安定區(qū)寬度 ??SW 弓形降液管寬度 ??W 開孔區(qū)面積 2 2 2 12 s in180a xA x R x R R? ???? ? ?????= 其中 ????CWDR 2 ?????? )(2 Sd WWDx 由圖可得實際浮閥孔數(shù) ??實際N 120 塊 35 ? ? sNdVu SC /44 220,0 ??????? ??實際實際 ???? 提實際實際 VCuF ?,00 閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在 9～ 12 范圍內(nèi) ∴ 開孔率 )( 20 ?????? DdN實際?% (∵ 5%%14%,∴符合要求 ) 塔盤流體力學驗算 a）精餾段 浮閥由部分全開轉(zhuǎn)為全部全開時的臨界速度為 U0,c U0,c=（ ,M） （ 1/） =液柱精精 mguhLVoC 22 ??? ????? ??? ? ? 36 液層阻力 )(1 oww hhh ??? ? ε取 液柱mh 0 2 4 7 5 ??? 液體表面張力 數(shù)值很小，設計時可以忽略不計 液柱mhhhh cp 0 6 0 4 2 4 7 3 5 ?????? ? 氣體通過每層塔板的壓降△ P 為 PaPagL 6 0 4 ,p ????????? 精? b) 提餾段： U， 0,c=（ ,M） （ 1/） =液柱提提 mguhLVoC 22 ??? ????? ??? ? ? 液層阻力 )(1 oww hhh ??? ? ε取 液柱mh 0 2 4 7 5 ??? 液體表面張力 數(shù)值很小，設計時可以忽略不計 液柱mhhhh cp 0 5 7 1 2 4 7 3 2 4 ?????? ? 氣體通過每層塔板的壓降△ P