【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (:)2 = kg/mol 液相 : ??????1 = (:)2 = kg/mol 銀川能源學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 平均密度計(jì)算 精餾段液相平均密度： ????1 = ????:????2 = : = kg/m3 提餾段液相平均密度： ????2 = ????:????2 = : = kg/m3 表 3 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的密度 氣相平均密度計(jì)算：用理想氣體狀態(tài)方程 塔頂操作壓力： ???? = 800???????? = ?????? 每層塔板壓降：取 ?P為 進(jìn)料板壓力： ???? = 106 + 16 = KPa 塔底操作壓力 : ???? = + 23 = KPa 精餾段平均壓力： ??m1 = （ 106:）2 = KPa 提餾段平均壓力： ??m1 = （ :）2 = KPa 所以： ??????1 = ????1??????1??????1= (+ ) = = ??????2 = ????2??????2??????2= ( +) = = 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的密度 ? 溫度 T/℃ 60 70 80 90 100 ρ kg/m3 甲 苯 810 乙 苯 溫度 T/℃ 110 120 130 140 150 ρ kg/m3 甲 苯 770 乙 苯 銀川能源學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 液體平均表面張力計(jì)算 表 4 甲苯、乙苯在某些溫度下的表面張力 甲苯、乙苯在某些溫度下的表面張力（σ） ? 溫度 T℃ 60 70 80 90 100 表面張力 (mN/m) 甲苯 乙苯 溫度 T℃ 110 120 130 140 150 表面張力 (mN/m) 甲苯 乙苯 ⑴ 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 TD＝ ℃ 得： 甲苯 σ A=+（通過(guò)曲線圖求斜率得） 乙苯 σ B=+（通過(guò)曲線圖求斜率得） σ DA= ＋ = mN/m σ DB= ＋ = mN/m σ Dm= ＋ () = mN/m ⑵ 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 由 TF＝ ℃ 得： σ FA= ＋ = mN/m σ FB= ＋ = mN/m σ Fm= ＋（ 1－ ） = mN/m ⑶ 塔 底 液相平均表面張力的計(jì)算 由 TW＝ ℃ 得： σ WA= ＋ = mN/m σ WB= ＋ = mN/m σ Wm= ＋ () = mN/m ⑷ 精餾段液相平均表面張力 σ Lm1=(σ Dm＋ σ Fm)/2=（ +)/2= mN/m ⑸ 提 餾段液相平均表面張力 σ Lm2=(σ Fm＋ σ Wm)/2=（ +)/2= mN/m 銀川能源學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 液體平均 粘度 計(jì)算 表 4 甲苯、乙苯在某些溫度下的粘度 甲苯、乙苯在某些溫度下的粘度（μ） ④ 溫度 T/℃ 60 70 80 90 100 粘度（ mPa s） 甲苯 乙苯 溫度 T/℃ 110 120 130 140 150 粘度（ mPa s） 甲苯 乙苯 1 甲苯、乙苯在某些溫度下的粘度 μ 甲苯： μ = 10。5??2 ? ?? + 乙苯： μ = 10。5??2 ? ?? + 液相平均粘度用 lg?????? = ∑xilg???? 所以：塔頂液相平均粘度 因?yàn)椋????? = ℃ 所以： ?????? = 10。5 ()2 ? + = mPa?s ?????? = 10。5 ()2 ? + = ?s lg?????? = lg()+ (1? )???? = mPa?s 2 進(jìn)料板液相平均粘度： 由 ???? = ℃ 得： ?????? = 10。5 ()2 ? + = mPa?s ?????? = 10。5 ()2 ? + = mPa?s lg?????? = lg()+(1 ?)???? = mPa?s ∴ ?????? = mPa?s 3 塔底液相平均粘度計(jì)算。 由 ???? = ℃ 得： ?????? = 10。5 ()2 ? + = mPa?s ?????? = 10。5 ()2 ? + = mPa?s lg?????? = lg()+(1 ? )???? = mPa?s ∴ ?????? = mPa?s 銀川能源學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 4 精餾段液相平均粘度。 ????m1 = (:)2 = mPa?s 5 提餾段液相平均粘度。 ????m2 = (:)2 = mPa?s 精餾塔的氣、液相負(fù)荷計(jì)算 精餾段氣、液相負(fù)荷計(jì)算 氣相摩爾流率： V = (R+1)D = (+ 1) = 氣相質(zhì)量流量： ??1 = ???L1V=== kg/s 氣相體積流量： ??1 = ??1????1 = = 液相回流摩爾流率： L = RD = = kmol/h 液相質(zhì)量流量： ??1 = ????1L = = kg/s 液相體積流量： ????1 = ??1????1= = ??3/?? 提餾段氣、液相負(fù)荷計(jì)算 氣相摩爾流速： V’ =V+(q1)F=+0= m3/s 因?yàn)槭秋柡鸵后w進(jìn)料 氣相質(zhì)量流量： V2=MV2V’ == kg/s 氣相體積流量： ????2 = ??2????2= = ??3/s 液相回流摩爾流率： L’ =L+qD=+1= kmol/s 液相質(zhì)量流量： L2=ML2L’ == kg/s 液相體積流量： ????2 = ??2????2= = ??3/s 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 ⑴ 精餾段塔徑的計(jì)算 取板間距 HT=，取板上清液層高度 Lh ＝ 。 液氣動(dòng)能參數(shù) ： ????1????1(????1????1)12 = ( )12 = = 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 銀川能源學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 負(fù)荷因子： C = ??20(??20) = ( ) = = 最大允空塔氣速： ?????????? = ???????? = ??√????1 ? ????1????1= ??√ ? = = ??/?? 取適宜空塔氣速： u1= = m/s 估算塔徑 ： ??1 = √4????2????2= √ 4 = √ = ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后取塔徑 D1＝ 1 m 塔截面積為 AT1=??4??12 = 1 = ??2 空塔氣速： ??1， = = m/s ⑵ 提餾段塔徑的計(jì)算 取板間距 HT=，取板上清液層高度 Lh ＝ 。 液氣動(dòng)能參數(shù) ： = ( )12 = = 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 負(fù)荷因子： = = m/s 最大允空塔氣速： = √。 = = m/s 取適宜空塔氣速：μ 2= μ F= m/s 估算塔徑 ： =√ 4 = ?? 圓整取 1mD? ，即上下塔段直徑保持一致 . 塔截面積為 AT2== 12= m2 = ??/?? 表 5 板間距與塔徑的關(guān)系 塔徑 D/mm 300～ 500 500～ 800 800～ 1600 1600～ 2400 板間距HT/mm 200， 250，300 250， 300，350 300， 350， 400，450， 500 400 ， 450 ，500， 550， 600 1/21/2V2L2s2s2 ??????????????????? ?Cm /s 2202 ???????????????? ?m /s 1 .1 33 .4 53 .4 57 3 0 .20 .0 7 8CV2V2L22m a xF2 ???? ? ??uum s22 ????? ?sm / 2 ???空塔氣速：銀川能源學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 ⑴ 精餾段溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D＝ 1 m，可選用單溢流弓形降液管平直堰，采用凹形液盤。 ①堰長(zhǎng) 1Wl ： 取 m 0 .710 . ????Wl ②溢流堰高度 hw1 根據(jù)液流收縮系數(shù)圖可查得液流收縮系數(shù) E1=1， 對(duì)于平直堰，堰上液層高 度 hOW1可由 Francis 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得： =??2(????2????2)23 = = m ③、弓形降液管寬度 Wd1和截面積 Af1 由 ?DlW 查弓形降液管的參數(shù)圖得： 2f1T1f1 m A ????? 液體在降液管中停留時(shí)間： 提餾段： ??2 = ??f1????????1= = = ?? 5s ∴降液管可用 提餾段： ??2 = ??f1????????1= = = ?? 5s ∴降液管可用 故降液管設(shè)計(jì)合理。 ④、降液管底隙高度 ho1 取降液管底隙的流速 m/s ??? 則