【文章內(nèi)容簡介】 10 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 3m1V m 1m1V m 1 kg / m 08273 .15118 .30 4 95. 701 4110 .55RT MP ??? ??? ）（? 液相平均密度計算 由于已查得 液 相甲苯、乙苯在某些溫度下的密度（如表 3），將其以 T 為 x軸、 ρ 為 y軸 分別 繪制出 甲苯、乙苯的 溫度 密度曲線 圖 （如圖 3）。 故甲苯、乙苯純組分在本設計所涉及的溫度范圍內(nèi)的密度可用下式求得： 甲苯ρ A=＋ ， 乙苯 ρ B=＋ 而 液相平均密度 用BAm1 ??? BA aa ?? 計算 （ 式中 a 表示質(zhì)量分數(shù)） 。 表 3 圖 3 ①、 塔頂液相平均密度的計算 由 TD＝ ℃ 得： ρ DA= ＋ = kg/m3 ρ DB= ＋ = kg/m3 3DmDBDBDADADm / ?????? ???? aa 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/m 3 甲 苯 810 乙 苯 溫度 T/℃ 110 120 130 140 150 ρ kg/m 3 甲 苯 770 乙 苯 11 ②、 進料板液相平均密度的計算 由 TF＝ ℃ 得： ρ FA= ＋ = kg/m3 ρ FB= ＋ = kg/m3 進料板液相的質(zhì)量分率 kg / m 76 16 77 3FmFBFAFAFm ?????? ???? FBaa ③、 塔 底 液相平均密度的計算 由 TW＝ ℃ 得： ρ WA= ＋ = kg/m3 ρ WB= ＋ = kg/m3 3WmWBWBWAWAWm kg / m ?????? ???? aa ④、 精餾段液相平均密度 ρ Lm1=(ρ Dm＋ρ Fm)/2=（ ＋ ） = kg/m3 液體平均表面張力的計算 由于已查得 液相甲苯、乙苯在某些溫度下的表面張力（如表 4），將其以 T為 x軸、 σ 為 y軸 分別 繪制出 甲苯、乙苯的 溫度 表面張力曲線 圖 （如圖 4）。 故甲苯、乙苯純組分在本設計所涉及的溫度范圍內(nèi)的表面張力可用下式求得： 甲苯 σ A=＋ 乙苯 σ B=＋ 而 液相平均表面張力 用 ???n1Lm i iix??計算 表 4 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 圖 4 12 塔頂液相平均表面張力的計算 由 TD＝ ℃ 得： σ DA= ＋ = mN/m σ DB= ＋ = mN/m σ Dm= ＋ () = 進料板液相平均表面張力的計算 由 TF＝ ℃ 得： σ FA= ＋ = mN/m σ FB= ＋ = mN/m σ Fm= ＋（ 1－ ） = mN/m 塔 底 液相平均表面張力的計算 由 TW＝ ℃ 得： σ WA= ＋ = mN/m σ WB= ＋ = mN/m σ Wm= ＋ () = mN/m 精餾段液相平均表面張力 σ Lm1=(σ Dm＋ σ Fm)/2=（ ＋ )/2= 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 塔徑的計算 取板間距 HT=，取板上清液層高度 Lh ＝ 。 液氣動能參數(shù) ： 0 . 0 5 6 13 . 2 5 0 87 7 3 . 2 5 6 30 . 6 7 0 80 . 0 0 2 4 4VLPF2121V m 1L m 1s1s11 ?????????????????? ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ??C 負荷因子： m / s 8242021 . 020CC0. 20. 2L m 1201 ????????????????? ? 最大允空塔氣速： m / s 58 05 50 50 877 56 88 24C V m 1 V m 1L m 11F1 ??? ? ??? 13 取適宜空塔氣速：μ 1= F1= m/s 估算塔徑 ： m VD s139。1 ???? ?，按標準塔徑圓整后取塔徑 D＝ 1 m。 塔截面積為 AT1== 12= m2 表 6 板間距與塔徑的關(guān)系 ⑤ 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 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度： Z 精 =( Np11)HT=(151) =7 m 提餾段有效高度： Z 提 =( Np21)HT=(161) = m 在進料板上方開一人孔 H180。T，其高度為 m 故精餾塔的有效高度 Z =Z精＋ Z 提＋ =7＋ ＋ =15 m 塔板主要工藝尺寸的計算 精餾段 溢流裝置的計算： 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。各項計算如下： 堰長 1Wl ： 取 m 0 .710 . ????Wl 溢流堰高度 hw1 由 21 .408 0 765L 2. 52. 5W1 h1 ??l； ?l ，根據(jù)液流收縮系數(shù)圖可查得液流收縮系數(shù) E1=， 對于平直堰，堰上液層高度 hOW1可由 Francis 經(jīng)驗公式計算得： mm 15 .8m 15 8 76 02 4h2 / 32 / 3W1h11O W 1 ???????????????????? l hOW應大于 6mm，本設計滿足要求，板上清液層高度 Lh ＝ 60mm ，故mm 4 4 .21 5 .8601L1 ???? OWW hhh 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： m d1d1 ????? 2f1T1f1 m A ????? 液體在降液管中停留時間： s 5 s 14 .489 24 06 5L HA s1 Tf11 ?????? 故降液管設計合理。 降液管底隙高度 ho1 14 取降液管底隙的流速 m/s ??? 則 m 0W1 s1o1 ????? ?l （ oh 不宜小于 ～ m，滿足要求） hW1ho1== mm6 mm 故降液管底隙高度設計合理。 選用凹形受液盤，深度取 Wh? =50mm。 塔板布置 塔板的分塊 因 D1≥ 800mm，故塔板采用分塊式。塔板分為 3 塊。 表 7 塔板分塊數(shù)與塔徑的關(guān)系 塔徑 D/mm 800～ 1200 1400～ 1600 1800～ 2021 2200～ 2400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 破沫區(qū) (安定區(qū) )寬度、無效邊緣區(qū)確定 取破沫區(qū)寬度： s1W = s1W? = m ；取無效邊緣區(qū)： Wc1= m。 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 Aa按 ?????? ?????????? rxrxrx a rc s i n1802A 222a ?計算 其中 x1=D/2(Wd1＋ Ws1 )= (+)= m r1 = D/2Wc1 == m 故 2222a1 m rc s i ??????? ????????????? 篩孔計算及其排列 本設計所處理的物系無腐蝕性，可選用δ＝ 3 mm（一般的厚度為 3～ 4mm）碳鋼板，取篩孔直徑 d01＝ 5 mm（工業(yè)生產(chǎn)中孔徑一般在 3～ 10mm 之間， 4～ 5mm居多），篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t1＝ 3d01＝ 3 5＝ 15mm（通常采用 ～ 5倍孔直徑的中心距） 。 篩孔數(shù)目： （個） 15 101158101158 23213 ?????????? ?????????? ??aAtn 開孔率為： %10077 )5/15( ?????? ）（（開孔率一般在 5～ 15%之間 ,滿足要求） 每層塔板開孔面積： 2111 m 0 5 3 9 .5 3 5 30 7 7 ????? ao AA 氣體通過篩孔的氣速： m / s 4 3 3 .0 5 3 9 5/0 .6 7 0 8/ 111 ??? oso AVu 液沫夾帶的校核 液沫夾帶量可用式 LLm6 ?????? ????hH ue T aV ?計算： 精餾段液沫夾帶量 L1L m 1