【文章內容簡介】 = 平均摩爾質量： MF=+= MD=+= MW=+= 物料衡算 原料處理量mF == 總物料衡算 F+S=D=W F*xF=D*xD+W*xW 聯(lián)立解得 D= 因為=—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù) 由內插法可得： t丙烯=—℃ 因為= 查丙酮—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù) 由內插法可得： t丙烯=—℃ 因為xF= 查丙酮—水系統(tǒng)t—x—y數(shù)據(jù) 由內插法可得： t丙烯=—℃ 各段溫度及全塔平均溫度 精餾段平均溫度t1= 提餾段平均溫度t2= 全塔平均溫度tm= 平均密度的計算已知: 混合液密度： :質量分率 混合氣體密度： :為平均相對分子質量 (1)塔釜平均摩爾質量計算MVWm=*+*=MLWm=*+*=(2)塔頂平均摩爾質量計算 MVDm=*+*=MLDm=*+*=(3)進料板平均摩爾質量計算 MVFm=*+*= MLFm=*+*=(4)精餾段平均摩爾質量計算 MVm1== MLm1==(5)提餾段平均摩爾質量計算MVm2==MLm2==由ρVm=，查表2得 精餾段：ρVm1= 提餾段：ρVm2=成分密度/(kg/m3)平均密度/(kg/m3)塔頂（—℃）丙烯丙烷塔釜（—℃）丙烯丙烷進料（—℃）丙烯丙烷精餾段平均密度 ρL1=3 ρL2=3 平均表面張力的計算 液相平均表面張力依下式計算，即： 表面張力計算：由前面計算有：tD=，tF=，tW=， 查表1可計算得出表7：表面張力mN/m平均表面張力mN/m塔頂（—℃）丙烯（）丙烷（）塔釜（—℃）丙烯（）丙烷（）進料（—℃）丙烯（）丙烷（）由表6可得精餾塔各段平均表面張力：精餾段平均表面張力：σ1=提餾段平均表面張力：σ2=查表3，由內插法可得表8：溫度黏度mN*s平均黏度mN*s塔頂丙烯（）—℃丙烷（）塔釜丙烯（）—℃丙烷（）塔底丙烯（）—℃丙烷（） 實際塔板數(shù)的計算 根據(jù)，奧康內爾法：精餾段：ET =* = 提餾段： ET =* =由逐板計算法計算理論塔板數(shù)：進料口為第十七塊板，所以，精餾段N1=16，提餾段N2=24；實際板數(shù)：≈59塊（含塔釜） 所以有：精餾段實際板數(shù) NP精=NT/ET=16/=23, 即為23塊 提餾段實際板數(shù) NP提=（31）/=6, 即為35塊 全塔的實際塔板數(shù)：NP=NP精+NP提=23+35+1=59塊 實際全塔效率：ET=NT/NP*100%=30/59*100%=% 塔徑的初步設計：氣相體積流速： 精餾段：VS1==m3/s 提餾段：同理VS2= m3/s液相體積流速： 精餾段：LS1=== 提餾段：同理LS2=精餾段：umax=C 由 ，取板間距，板上液層的高度HL=， 則HTHL==。 圖2. 史密斯關聯(lián)圖查史密斯關聯(lián)圖[1]可知：C20=， =*()1/2= 由可知=， ，則空塔氣速為：=，所以精餾塔的直徑為： ，按標準塔徑圓整后為：D1=。橫截面積：AT=πD12/4=空塔氣速：u1’=VS1/AT= 驗證：D= , U1=4VS1/πD2=4*, u1/umax=，故塔徑D=。： 氣相體積流速： VS2=V2/ρV2= m3/s 液相體積流速： LS2=V2/ρL2= ，取板件距HT’=，板上液層的高度 hl=，則HT’ hl ==查史密斯關聯(lián)圖可知：C20= =由 ，則空塔氣速為： 所以精餾段塔體的直徑為：，為了防止精餾段塔徑大于提留段，造成塔的穩(wěn)定性下降，所以按標準塔徑園整后為：。因此 提餾段塔體實際的截面積為： 提餾段塔體實際的空塔氣速： = 驗證：U2=4VS2/πD2=4*，u2/uMAX=，故塔徑D= 合適。 塔高的設計精餾段：Z精=(N精1) HT =(231)*= 提餾段：Z提=(N提1) HT=(351)*= 開人孔，每隔5塊板開一人孔，從進料板算： 精餾段有5個人孔，提餾段有7個人孔，裙座高4m，塔釜高1m 塔高；Z= Z精+ Z提+13*++5+1=第三章、塔板的工藝計算 溢流裝置的計算 由于，可選用平直堰弓形降液管，采用凹形受液盤。各項計算如下： 堰長lw的計算 取 lw=*= 溢流堰高度的計算（本設計中選用平直堰） 溢流堰高度的計算公式為：， 本設計中選用平直堰，堰上液層高度的計算公式:（弗蘭西斯公式[2]）,查圖9可知，其中近似取E=1,則 圖3. 液流收縮系數(shù) E 精餾段：hOW1==*1* ， hW1==∈(~)，符合要求。 提餾段：hOW1==*1*， hW2==∈(~)，符合要求。 所以，溢流堰高度設計合理。 弓形降液管寬度WD和截面積Ar計算 由,查圖10，得: AF/AT=，WD/D= 即:AF=*=，WD=*=。 所以，精餾段停留時間： 提餾段停留時間：由上述計算結果可知，二者的停留時間都大于5秒，故弓形降液管寬度Wd和截面積Ar設計合理。圖4. 弓形降液管參數(shù) 降液管底隙高度和凹形堰深度的計算 精餾段：取uO=(lw*uO)= 為了防止液泛，故應選ho=（，符合要求） 凹形堰深度h1 h0，取h1= 提餾段：取u0’=，則=LS2/(LW*u0’)= 為了防止液泛，故應選= （，符合要求） 凹形堰深度h1 h0，取h1= 塔板布置及開孔區(qū)的計算 塔板分布 本設計塔徑，通過人孔裝拆塔板。 開孔區(qū)計算 常壓下，=3，d0=5mm，故t=15mm 作圖可知，開孔區(qū)孔個數(shù)共約有28200個， 開孔率φ=28200* 開孔區(qū)面積A計算得；A= 則φ=％ 孔面積A0=φA= 精餾段；u0== 提餾段；u0==第四章、塔板的流體力學計算 氣相通過篩板塔板的壓力降 氣相通過浮閥塔板的壓力降的計算公式為: 篩板塔干板阻力hc計