【文章內(nèi)容簡介】 ；E—— 液流收縮系數(shù),無因次；ET— 總板效率,無因次；F— 氣相動(dòng)能因子,kg1/2/(sm1/2） ；F0— 篩孔氣相動(dòng)能因子，kg1/2/(sm1/2) ；g——重力加速度,；h——填料層分段高度,m；h1— 進(jìn)口堰與降液管間的水平距離,m；hc— 與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?m 液柱；hd— 與液體流過降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊褐鵫f— 塔板上鼓泡層高度,m；h1 —與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊褐叨?m；hL— 板上清液層高度,m；h0— 降液管的底隙高度,m；hOW—堰上液層高度,m；hW— 出口堰高度,m；h,W—進(jìn)口堰高度,m；hб—— 與阻力表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?m 液柱；H——板式塔高度,m；Hd——降液管內(nèi)清液層高度,m；HD——塔頂空間高度,m；HF——進(jìn)料板處塔板間距,m；HP——人孔處塔板間距,m；HT——塔板間距,m；K—— 穩(wěn)定系數(shù),無因次；LW—堰長,m；Lh —液體體積流量,m 3/h；Ls —液體體積流量,m 3/s；Lw —潤濕速率,m 3/(ms)；m—— 相平衡系數(shù),無因次；n— —篩孔數(shù)目；NT——理論板層數(shù)；P—— 操作壓力,Pa；△P —壓力降,Pa；△P P氣體通過每層篩板的降壓,Pa；遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)第 6 頁 共 31 頁t——篩孔的中心距,m；u——空塔氣速,m/s；uF— 泛點(diǎn)氣速,m/s；u0—?dú)怏w通過篩孔的速度,m/s；u0, min—漏液點(diǎn)氣速,m/s；u′ 0—液體通過降液管底隙的速度,m/s；Vh——?dú)怏w體積流量,m 3/h；Vs——?dú)怏w體積流量,m 3/s；wL——液體質(zhì)量流量,kg/s；wV—?dú)怏w質(zhì)量流量,kg/s；Wc——邊緣無效區(qū)寬度,m；Wd——弓形降液管寬度,m；Ws——泡沫區(qū)寬度,m；x— 液相摩爾分?jǐn)?shù)；X——液相摩爾比；y——?dú)庀嗄柗謹(jǐn)?shù)；Y——?dú)庀嗄柗直?；Z——板式塔的有效高度,m；填料層高度,m。下標(biāo)max—最大的；min—最小的；L—— 液相的；V— —?dú)庀嗟?θ ——液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間,s； μ ——粘度,mPas；Φ —開孔率或孔流系數(shù)，無因次；σ ——表面張力,N/m；ρ ——密度,kg/m 3；遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)第 7 頁 共 31 頁第 2 章 精餾塔的精餾段的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)方案的確定本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯和甲苯混合物。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用常壓下的連續(xù)精餾裝置。本設(shè)計(jì)采用氣液兩相混合進(jìn)料。將原料液通過預(yù)熱器加熱后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送入儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，操作回流比取最小回流比的 倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。 精餾塔的物料衡算 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)苯的摩爾質(zhì)量 78/AMkgmol?甲苯的摩爾質(zhì)量 92/???.96/.??? 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ????.遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)第 8 頁 共 31 頁 物料衡算產(chǎn)品產(chǎn)出量 ,(/)??總物料衡算 , ,.nFnWq?苯物料衡算 , , nWq???????聯(lián)立解得 ,F,5./2nWqkmolh 塔板數(shù)的確定 理論板層數(shù)的確定 (1)求最小回流比及操作線回流比由于是飽和液體進(jìn)料，查表得苯—甲苯的相對(duì)揮發(fā)度α=。故最小回流比為 ?? ?????????FDFDXR?取操作回流比為 ???（2）求精餾塔的氣液相負(fù)荷 39。39。, ,, , (/)(1)()(/)..0(/)nLnDVnFnqkolhRmlqkl?????????（3）操作線方程精餾段操作線方程遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)第 9 頁 共 31 頁,????提留段操作線方程 39。39。 39。,39。 39。,???相平衡方程 )(?????（4）逐板計(jì)算法求理論塔層數(shù) 逐板計(jì)算法是利用相平衡方程與操作線方程從塔頂開始逐板計(jì)算各板的汽相和液相組成，從而求得所需要的理論板數(shù)。塔頂?shù)谝粔K塔板上升蒸氣進(jìn)入冷凝器，冷凝為飽和液體。餾出液組成 Dx與蒸氣組成 1y 相同，即 。離開第一塊理論板的液體組成 應(yīng)與 Dxy?1 11y平衡，可由相平衡關(guān)系求得。第二塊板的上升蒸氣組成 可由精餾段操作方2y程從 求得。以此類推，基本過程如下：1x ??? ???xxyD相 平 衡 856322??? 相 平 衡 ??? 相 平 衡 07044??? xy相 平 衡 ?????相 平 衡 9866??? 相 平 衡 Fxxy??? ?? 平 衡第7塊板為加料板 .?????相 平 衡 2504099??? xy相 平 衡 ??? 相 平 衡 4??? 相 平 衡 ??? ???xy相 平 衡 W???? 33相 平 衡因此總理論板數(shù)為13（包括蒸餾釜），精餾段理論板數(shù)為6，第7塊板為進(jìn)遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)第 10 頁 共 31 頁料板。 實(shí)際板層數(shù)求取（1）求全塔效率 TE①求精餾塔中液相混合液的平均黏度當(dāng) p= 時(shí)，苯和甲苯混合液（理想混合液）的 數(shù)據(jù)求得：yx?塔頂泡點(diǎn)溫度 ??塔底泡點(diǎn)溫度 17W由液體黏度共線圖查得：塔頂液體的黏度 AB= 2 ????苯甲 苯塔底液體的黏度 . 05 as???苯甲 苯由液相平均黏度計(jì)算公式 分別求塔頂、塔底混合液的平均黏度 1=nmix????+=????則精餾塔中液相的平均黏度為： =.=???②求全塔效率 ()36TL?????所以，全塔效率 。（2）求實(shí)際塔板數(shù)精餾段實(shí)際板層數(shù) P,/.12N??精提留段實(shí)際板層數(shù) ,705364提總實(shí)際板層數(shù) PP, 6??， 提精遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)第 11 頁 共 31 頁 精餾塔的精餾段工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 精餾段的操作壓力塔頂操作壓力 DP=??當(dāng) 地 表每層塔板壓降 .7pkaΔ進(jìn)料板壓降 ?精餾段平均壓降 ()/1095mPa??? 精餾段的操作溫度由苯和甲苯混合液（理想混合液）的 數(shù)據(jù)查出各點(diǎn)溫度yx?塔頂溫度 ??進(jìn)料板溫度 913F精餾段平均溫度 (.)/??? 精餾段氣、液混合物的平均摩爾質(zhì)量塔頂氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量：由 ，得 。??????????????????進(jìn)料板氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量： 。 ??????????????????精餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量： (78..)/2ml956kgoVmLM???????????遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)第 12 頁 共 31 頁 精餾段氣、液相的平均密度（1）氣相平均密度