【文章內(nèi)容簡介】 Wl ?????? 精餾段平均摩爾質(zhì)量 )/( k m olkgM mV ??? )/( k m olkgM mL ??? 提餾段平均摩爾質(zhì)量 )/( k m olkgM mV ??? )/( k m olkgM mL ??? ①氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算，精餾段的平均氣相密度即 ? ? )/( 3mkgRTPV MMV m ??? ???? 提餾段的平均氣相密度 ? ? )/( 3, mkgRTPV MMV m ??? ???? ② 液相平均密度計算 液相平均密度依下式計算，即 LBBLAALaam ?????1 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 18 由溫度可以查有機液體相對密度共線圖可以得到對應的液體密度 圖 7：有機液體相對密度共線圖 由 tD＝ ℃，查 共線圖 得 3/805 mkgA ?? 3/ 0 1 mkgB ?? 塔頂液相的質(zhì)量分率 求得 ? ? ????? ??A? 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 19 , ??mDL? 得 3, / mkgmDL ?? 由 tD＝ ℃，查共線圖得 3/ 9 8 mkgA ?? 3/ 9 3 mkgB ?? 塔頂液相的質(zhì)量分率 求得 ? ? ????? ??A? , ??mFL? 得 3, / mkgmFL ?? 由 tw＝ ℃， 查共線圖得 3/ 7 4 mkgA ?? 3/ 7 3 mkgB ?? 塔頂液相的質(zhì)量分率 求得 ? ? ????? ??A? , ???mWL? 得 3, / mkgmWL ?? 精餾段液相平均密度為 ? ?3/ mkgLm ???? 提餾段液相平均密度為 ? ?3/ mkgLm ???? 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 20 由公式： ???nL LLLm x1 ??及查有機液體的表面張力共線圖得液體張力可以計算液體表面張力 圖 8：有機液體的表面張力共線圖 由 tD＝ ℃，查共線圖得 )/( mmNA ?? )/( mmNB ?? )/(, mmNDmL ?????? 由 tF＝ ℃，查 共線圖 得 )/( mmNA ?? )/( mmNB ?? )/(, mmNFmL ?????? 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 21 由 tw＝ ℃，查共線圖得 )/( mmNA ?? )/( mmNB ?? )/(, mmNWmL ?????? 精餾段液相平均表面張力為 )/( mmNLm ???? 提餾段液相平均表面張力為 )/( , mmNLm ???? 由公式： ???ni iiLm x1 ??及查液體黏度共線圖得液體黏度可以計算液體黏度 圖 9：液體黏度共線圖 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 22 a. 塔頂液相平均黏度的計算 由 tD＝ ℃，查共線圖得 )( smP aA ??? )( smP aB ??? )(, sm P aDmL ??????? b. 進料板液相平均黏度的計算 由 tF＝ ℃，查共線圖得 )( smP aA ??? )( smP aB ??? )(, sm P aFmL ??????? c. 塔底液相平均黏度的計算 由 tw＝ ℃，查共線圖得 )( smP aA ??? )( smP aB ??? )(, sm P aWmL ??????? 精餾段液相平均黏度為 )( sm P aLm ????? 提餾段液相平均黏度為 )( , sm P aLm ????? 精餾段 ： hk mo lDRV / 0 )12()1( ?????? smVMVs VmVm / 3????? ? hk m o lRDL / ???? smVMLs LmLm /00 00 00 3????? ? 提餾段： hk m o lFqDRV /)12()1()1( ???????? 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 23 smVMVs VmVm / 3????? ? hk m o lqFRDL / ??????? smVMLs LmLm /00 00 00 3?? ??? ? 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 塔板間距 HT的選定很重要，它與塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、塔的操作彈性，以及塔的安裝、檢修等都有關(guān)。 可參照下表所示經(jīng)驗關(guān)系選取。 表 8 板間距與塔徑關(guān)系 塔徑 DT， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 HT， mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 對精餾段： 初選板間距 ? ，取板上液層高度 mhL ? ， 故 h m? ? ? ?； ??????????????????????????????VLSSVL ?? 查史密斯關(guān)聯(lián) 圖 得 C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 圖 10：史密斯關(guān)聯(lián)圖 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 24 校正物系表面張力為 mmN /?? 時 ???????????????? ?CC smCuVVL / x ?????? ? ?? 可取安全系數(shù)為 ，則（安全系數(shù) — ）， 故 smuu /8 8 0 5 m a x ???? muVsD ????? ? 按標準 ,塔徑圓整為 ,則空塔氣速 。 對提餾段： 初選板 間距 ? ，取板上液層高度 mhL ? ， 故 h m? ? ? ?； ??????????????????????????????VLSSVL ?? 查史密斯關(guān)聯(lián)圖 得 C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 校正物系表面張力為 mmN /?? 時 ???????????????? ?CC smCuVVL / a x ?????? ? ?? 可取安全系數(shù)為 ，則（安全系 數(shù) — ）， 故 smuu /7 4 m a x ???? muVsD ????? ? 按標準 ,塔徑圓整為 ,則空塔氣速 。 將精餾段和提溜段相比較可以知道二者的塔徑不一致，根據(jù)塔徑的選擇規(guī)定，對于相差不大的二塔徑取二者中較大的，因此在設計塔的時候塔徑取 。 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 25 精餾段有效塔高 ? ? mZ ???? 提 餾段有效塔高 ? ? mZ ???? 在精餾段和提餾段各設人孔一個，高度為 600mm, 故有效塔高 mZ ????? 塔板主要工藝尺寸的計算 精餾段 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用平行受液盤。對精餾段各項計算如下： a)溢流堰長 wl ：單溢流 區(qū) lW=（ ～ ） D，取堰長 wl 為 = = b)出口堰高 Wh ： OWLW hhh ?? ?Dlw ， 360 0002 ???whl L 查液流收縮系數(shù)計算圖可以得到液流收縮系數(shù) E。 圖 11：液流收縮系數(shù)計算圖 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 26 查得 E=,則 mlLEhwhOW 3/23/2 ??????? ????????????? 故 mhhh OWLw 0 4 6 1 3 ????? c)降液管的寬度 dW 與降液管的面積 fA ： 由 ?Dlw 查 弓形降液管的寬度與面積圖可得 圖 12：弓形降液管的寬度與面積 ?DWd ， ?Tf AA 故 mDW d ???? ，222 mDA f ?????? ? 利用hTfL HA3600?? 計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積， 即 sL HAh Tf ?? ?????（大于 5s，符合要求） d)降液管底隙高度 oh ： 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 27 取液體通 過降液管底隙的流速 smuo /, ? （ ） 依式,3600 owho ulLh ??： mulLh owho , ??? ???? mmhh ow 1 8 2 7 4 6 ????? 滿足條件，故降液管底隙高度設計合理 e)受液盤 采用平行形受液盤，不設進堰口，深度為 60mm 提餾段 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用平行受液盤。對精餾段各項計算如下： a)溢流堰長 wl ：單溢流 區(qū) lW=（ ～ ） D，取堰長 wl 為 = = b)出口堰高 Wh ： OWLW hhh ?? ?Dlw ， ???whl L 查液流收縮系數(shù)計算圖可以得到液流收縮系數(shù) E。 查得 E=,則 mlLEhwhOW 3/23/2 ??????? ????????????? 故 mhhh OWLw 0 3 6 2 3 ????? c)降液管的寬度 dW 與降液管的面積 fA ： 由 ?Dlw 查弓形降液管的寬度與面積圖可得 ?DWd ， ?Tf AA 故 mDW d ???? ，222 mDA f ?????? ? 利用hTfL HA3600?? 計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積， 即 sL HAh Tf ?? ?????（大于 5s，符合要求） 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 28 d)降液管底隙高度 oh ： 取液體通過降液管底隙的流速 smuo /, ? （ ） 依式,3600 owho ulLh ??： mulLh owho , ??? ???? mmhh ow 2 2 3 6 5 9 ????? 滿足條件，故降液管底隙高度設計合理 e)受液盤 采用平行形受液盤，不設進堰口，深度為 60mm ①塔板的分塊 因 D≥ 1200mm，故塔板采用分塊式。塔極分為 4塊。對精餾段： a)取邊緣區(qū)寬度 由于小塔邊緣區(qū)寬度取 mWmm c ,50~30 ?所以這里取 安定區(qū)寬度 由于 D= mmWs 75~60? 取 mWs ? b)開孔區(qū)面積 用 ?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 s i n1802 ?計算開空區(qū)面積 mWDR c ????? ， ? ? ? ? mWWDx sd ??????? 解得， 2222 rc s i mA a ??????? ?????? b)篩孔數(shù) n 與開孔率 ? ： 本例所處理是物系無腐蝕性，可選用 mm3?? 碳鋼板，取篩板直徑mmd 50 ? ，篩孔按正三角形排列取孔中心距 t 為 mmt ??? 篩孔數(shù) 101158101158 2 32 3 ??????? Aatn 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計 29 開孔率 ? ? ? ? %???? dtAA ao? 則每層板上的開孔面積 0A 為 % ???? aAA ? 篩板的流體力學驗算 塔板的流體力