【文章內(nèi)容簡介】 ： FDxx????解得：D= 的 摩 爾 質(zhì) 量甲 苯 的 摩 爾 質(zhì) 量吉林化工學院化工原理課程設計32 板數(shù)的確定 相對揮發(fā)度的計算 苯－甲苯的飽和蒸汽壓可用 Antoine 方程求算，即：式中 t――物系溫度，℃；――飽和蒸汽壓，kPa。*PA,B,C――Antoine 常數(shù)，式中 A、B、C 為常系數(shù)，對于乙醇－水物系，其值見表 11苯甲苯物系安托因方程系數(shù)表 11組分 A B C苯 1211 甲苯 1345 注：表中苯以 A 表示；甲苯以 B 表示。求得數(shù)據(jù)列于表 12表 12T(℃) 85 90 95 100 105 *()AaPkp ? 參見文獻（4）中 53 頁相對揮發(fā)度的計算方法，結(jié)合表 21 數(shù)據(jù)，在全塔溫度操作范圍內(nèi)，求出塔頂和塔底的平均相對揮發(fā)度 ，則平均相對揮127..??????發(fā)度為：． 最小回流比的確定氣液相平衡方程為 ()1()nnnxxy????? …………………………………………（3） 得 ,0。 eqx???因 為 由 相 平 衡 方 程 ? 取 操 作 回 流 比 為 ???*logBPAtC???吉林化工學院化工原理課程設計4 求精餾塔氣液相負荷精餾段： ??? (1)(1)??提餾段： .034qF ()972(.)????? 操作線方程的確定精餾段操作線方程： 11??RxyDnn得： .(5)??提餾段操作線方程： 1nnWLyxV???得： ..(6)??解（5） （6）得： 03,53qqxy 精餾塔理論塔板數(shù)及理論加料位置采用相平衡方程與操作線方程式逐板計算法編程（程序見附錄一）求得各理論板氣液相組成（見表 13）：表 13塔板 1 2 3 4 5 6氣相組成 液相組成 塔板 7 8 9 10 11 12氣相組成 液相組成 塔板 13 14 15 16 17 18氣相組成 液相組成 由逐板計算發(fā)求得總理論板數(shù)為 18 塊板（包括塔釜） ，精餾段板數(shù)為 10 塊，提餾段需要 8 塊板，第10 塊板加料。 操作溫度的計算苯－甲苯的飽和蒸汽壓可用 Antoine 方程求算，即： *logBPAtC???吉林化工學院化工原理課程設計5式中 t――物系溫度，℃；――飽和蒸汽壓，kPa。*PA,B,C――Antoine 常數(shù)，式中 A、B、C 為常系數(shù)，對于乙醇－水物系，其值見表 23苯甲苯物系安托因方程系數(shù)表 23組分 A B C苯 1211 甲苯 1345 注：表中苯以 A 表示；甲苯以 B 表示。由試差法的： 塔頂溫度 ?? 進料板溫度 176。 塔釜溫度176。W精餾段平均溫度 176。1()???提餾段平均溫度 176。2(..)定性溫度 176。==.4CDWt??查得 。.2ABmPasPas????? (1)().????????? .=9(7TLE??（ ） 39。? 實際板數(shù)的計算精餾段實際板數(shù) ??提餾段實際板數(shù) 吉林化工學院化工原理課程設計6 （包括塔釜）?? 操作壓強 取每層塔板壓降為 則 P=,?塔頂壓強 1325D?進料板壓強 .???塔底壓強 007WP精餾段平均操作壓強: 1(.)???提餾段平均操作壓強: 2(..).8P 平均摩爾質(zhì)量計算（1）塔頂 11 ,.758(09).. 4DVLyxM????????（2）進料板 66 ,.345781().. 72mVFLyxM???????（3）塔底 1414 ,.08(.173)92..8kgol.. 03mVFLyx???????（4）精餾段平均分子量：吉林化工學院化工原理課程設計7氣相： 1,????液相： 1,1...65lL ?（5）提餾段平均分子量：氣相： 1,????液相： 1,27..? 平均密度（1）氣相密度 Vm?精餾段平均液相密度： 31, (7)vmpRT?????? ?提餾段平均液相密度： 32, ..(2519)mvmM? ???（2）液相密度 L由式 可求相應的液相密度。1ABimL??????①對于塔頂： ,??? ????由 文 獻 查 得其中 α 的質(zhì)量分率為， .97..???? 則 ???②對于進料板： ,????????由 文 獻 查 得其中 α 的質(zhì)量分率為：吉林化工學院化工原理課程設計8 ????? 則 ???③對于塔底： 33.,80.,????????由 文 獻 查 得其中 α 的質(zhì)量分率為： ?? 則 ..78035lmD?????（3）精餾段平均液相密度： , 3,??????提餾段平均液相密度： , 3,2..??? 液體表面張力 ???niimx1?（1）對于塔頂： ,??? ????由 文 獻 查 得 (09).mLm?????（2）對于進料板： 115., .4,??? ?由 文 獻 查 得 0347.(357).76Lm??（3）對于塔底： , .N,??? ?? ?由 文 獻 查 得 (0).9mLm?????（4）精餾段平均表面張力： ??吉林化工學院化工原理課程設計9提餾段平均表面張力： ..9mNm????? 液體粘度 ???niiLmx1?（1）對于塔頂： ,??? ????由 文 獻 查 得L Dlg9lg31(.9)lg1m m????（2）對于進料板： 5.,.264as,.284asFLALBt????由 文 獻 查 得Ll047l26()l807Pm Fm? ??（3）對于塔底： ,.9Pas,.5asWLALBtC?? ???由 文 獻 查 得Llglg(1.)lg22m Wm????（4）精餾段平均液相粘度： ,???提餾段平均液相粘度： ,2..???5．精餾段塔和塔板主要工藝尺寸計算 氣液負荷和塔徑的計算（1）精餾段氣液負荷計算 V=,L= Kmol/h . ?????319780496360VMSmmsρ ...??311 51/360Lρ（2）提餾段氣液負荷計算 = , =.47 ..6..???????332298260151037VmSLKolhKolhMms（3）初選所設計的精餾塔為中型塔，采用單流型塔板.板間距 HT=450mm吉林化工學院化工原理課程設計10則: H THL= / /, .=()()(= ????312 21 08649查 C20= 依式 147 校正物系表面張力 ./LmN?? . .L()()??020226校 正 表 面 張 力 8585 max .1. ./LVuCs?????493最 大 空 塔 氣 速 4取安全系數(shù)為 ,則空塔速度塔徑 .???06塔 徑 081531按標準塔徑圓整為 .截面積為 ??? 實際空塔氣速為 ,? 精餾塔有效高度的計算精 餾 段 有 效 高 度 為 (19)????T精 精 （ N） H提 餾 段 有 效 高 度 為 (). 提 （ ） 08在 進 料 板 上 方 開 一 個 小 孔 ， 其 高 度 為 .?????精 提故 精 餾 塔 的 有 效 高 度 為對塔的實際高度，根據(jù)文獻提供的經(jīng)驗值，假設塔底座為 1500mm,人孔直徑為 500mm,前一節(jié)已經(jīng)設出塔板板間距為 450mm,那么它的實際高度值為。408519405mH??? 溢流裝置因塔徑 ,可選用采用單溢流，弓形降液管，平行受液盤及平行溢流堰，吉林化工學院化工原理課程設計11（1）溢流堰長 ???(2)出口堰高 hWLOh?溢流收縮系數(shù) E=1取板上清液層高度 ?選平直堰，堰上液高度 為OWh 32 ().841().1hOWhEl ????????故 ??(3)弓形降液管的寬度 與降液管的面積dfA由 查文獻（1）中圖 57 得 W d/D=，A f/AT=故 .???29480739fTA計算液體在降液管中停留時間， 故降液管設計合理。1 311360..???????（4）降液管底隙高度 h0取液體通過降液管底隙的流速 ，??依下式計算降液管底隙高度 h0 ..??????????? 塔板布置（1）塔般的分塊因 ，故塔板采用分塊式。由文獻（1）查表 53 得，塔板分為 3 塊。80mD?（2）邊緣區(qū)寬度確定取 。.65, cW???（3）開孔區(qū)面積計算吉林化工學院化工原理課程設計12]sin180[2122RxxRAa ???????其中： ??221[si()].?????????故 [()].91m46aA ???????（4）篩孔數(shù) n 與開孔率 φ本設計所處理的物系無腐蝕性，可選用 碳鋼板，取篩孔直徑 。3m??d?篩孔按正三角形排列，取 孔中心距 51td??取篩孔的孔徑 d 0=5mm塔板上篩孔數(shù)目為 ??..915467Ant????孔塔板開孔區(qū)的開孔率 φ %.1()15td?開孔率在 515%范圍內(nèi)，符合要求。氣體通過篩孔的氣速 110, .???? 篩板的流體力學驗算 塔板壓降（1）干板阻力 計算ch干板阻力 ，由 查文獻（1）中圖 510 得 C 0=??0,2 2,1 .().05()().24m76VcLuhC???液 柱（2）氣流穿過板上液層壓降相當?shù)囊褐叨?hl吉林化工學院化工原理課程設計13????..8aVF??查文獻（1）中 511，得 。07?故 11().???液 柱（3）液體表面張力的阻力 計算?液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 ， 31,???????液 柱氣體通過每層塔板的液柱高度 ???液 柱氣體通過每層塔板的壓降為（設計允許值）???????因為 D60?得 篩 板 ， 液 面 落 差 可 忽 略 不 計 液沫夾帶量的驗算塔板上鼓泡層的高度 ???6 ,1 ()()?? ????液 液 氣 氣∴精餾段在設計負荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。 漏液的驗算對篩板塔，漏夜點氣速為 ,min4.()Lo VuCh??????..)293??? 吉林化工學院化工原理課程設計14??實 際 孔 速篩板的穩(wěn)定性系數(shù) ,??該值大于 ，符合設計要求。故本設計中精餾段在設計負荷下無明顯漏液。 液泛驗算為防止降液管液泛的發(fā)生，應使降液管中清液層高度 )(WTdhH???苯—甲苯物系屬一般物系，取 ，??1().(467).2485mTWHh??????液 柱11...279()PLddTWh??? 液 柱故在設計負荷下不會發(fā)生液泛。根據(jù)以上塔板的各項流體力學驗算，可以認為精餾段塔徑和各項工藝尺寸是合適的。 塔板負荷性能圖 漏液線 0,min04.(.)LVu