【正文】 餾段負(fù)荷性能匯總，481214過(guò)量霧沫夾帶線，淹塔線，過(guò)量漏液線，液相負(fù)荷下限，降液管超負(fù)荷，(6)(3)(1)MVh，m3/hLh，m3/h (6)(5)(5)(4)(4)(3)(2)(2)(1) 圖54 T101提餾段負(fù)荷性能圖M點(diǎn)為操作點(diǎn)，操作線與邊界線兩交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為=262m3/h，=操作彈性：K= 提餾段的操作彈性不在在3～4范圍內(nèi),誤差分析見小結(jié)部分。 T201的設(shè)計(jì)與選型選用板式塔 塔徑的計(jì)算 (一)精餾段表511 T201精餾段各組分?jǐn)?shù)據(jù)表組分T=122℃ P=正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計(jì)氣相摩爾分?jǐn)?shù)，yi100相對(duì)分子質(zhì)量，M氣相平均分子量M平液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)，100液相密度，kg/m3/106104104105106103① 液相密度的計(jì)算： =1/()= kg/m3②氣相密度的計(jì)算：T201操作壓力P＜3atm，所以=③計(jì)算塔徑：由波津法初估塔徑，取安全系數(shù)K=分別取板間距為：450，500，600mm液相摩爾流率：Lm=RD== kmol/h氣相摩爾流率：Vm=（R+1)D== kmol/h液相體積流率：Lh=LmM/L =氣相體積流率：Vh=VmM/g= 取=450mm： umax ===取Ks=1，K= 則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax=1= 則空塔氣速：u== 塔徑： 同理可做表：表512 T201精餾段塔徑數(shù)據(jù)HT,mumax,m/su,m/sD,m圓整,mD2HT,m3450500600根據(jù)塔體積最小原則選取HT=450mm，D=（二）提餾段查得各組分相應(yīng)密度數(shù)據(jù)如表513： 表513 T201提餾段各組分?jǐn)?shù)據(jù)組分Pw= Tw=89℃異己烷正己烷合計(jì)氣相摩爾分?jǐn)?shù)，yi100相對(duì)分子質(zhì)量，M氣相平均分子質(zhì)量， M平液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)100液相密度，kg/m3/106103103①液相密度的計(jì)算：②氣相密度的計(jì)算：=()/( )= kg/m3③計(jì)算塔徑：由波津法初估塔徑，取安全系數(shù)K=分別取板間距為：450mm，500mm，600mm液相摩爾流率：=V+qF=氣相摩爾流率：==液相體積流率：=ML/L =氣相體積流率：=Mg/g= m3/h 取HT=450mm：= 取Ks=1，K= 則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax 則空塔氣速：u== 塔徑：同理可作圖： 表514 T201提餾段塔徑數(shù)據(jù)HT,mumax,m/su,m/sD,m圓整,mD2HT,m345050016001根據(jù)塔體積最小原則選取HT=500mm，D=。 塔高的計(jì)算（一）有效段高度(二)塔釜高度HB 取塔釜停留時(shí)間為10分鐘：HB=4/πD2=410/60=進(jìn)料段高度HF=，塔頂高度HD=，塔高：H=HD+HF+HB++= 塔板的設(shè)計(jì)與布置（一）溢流裝置(1)板上溢流形式的確定由選擇單溢流Lh 45m3/h，符合要求。Lh39。 45m3/h，符合要求。(2)溢流裝置 ①堰長(zhǎng)：=1000=700mm根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》附十圖得到=714mm。②堰高：hw=50mm③溢流堰的型式采用平口堰由公式how=驗(yàn)證精餾段：how =6mm。提餾段：how =6mm。所以選平口堰合適。由此可初步計(jì)算塔板清液層高度：精餾段：hl=hw+how=50+= 提餾段：hl=hw+how=50+=因＜140mm,故只開一個(gè)的淚孔，開孔在受液盤的中心線上。(3)受液盤為保證側(cè)線采出的連續(xù)均勻，造成良好的正液封，并對(duì)改變液體流具有緩沖作用，利于氣泡分離，全塔采用凹型受液盤，且不設(shè)進(jìn)口堰，盤深50mm。(4)降液管 ①底隙高h(yuǎn)b因?yàn)椴捎冒夹问芤罕P，所以降液管底隙高h(yuǎn)b等于盤深，即。②降液管的面積及寬度查《化工原理課程設(shè)計(jì)》附十圖得到表58：表515 T201降液管標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)直徑，mm堰長(zhǎng)，mm寬度，mm板間距，mm降液管面積，cm2Ad/AT，%1000714150450770（二）塔板布置 塔徑=800mm，采用分塊式塔板。 (1)浮閥的閥型 選用F1型重閥，閥孔徑為φ39mm，閥徑為48mm，質(zhì)量約33g。 (2)浮閥的排列：采用叉排式，等邊三角形排列 邊長(zhǎng)取75mm，高隨開孔率變更。(3)塔板開孔率由適宜閥孔氣速求開孔率①精餾段 == =空塔氣速： = 4VS/= m/s 開孔率：=100％=%由《化工原理課程設(shè)計(jì)》第142頁(yè)附十圖查標(biāo)準(zhǔn)系列，%，浮閥個(gè)數(shù)為76。②提鎦段：== m/s空塔氣速：= 4VS/= m/s開孔率：=%由《化工原理課程設(shè)計(jì)》第142頁(yè)附十圖查標(biāo)準(zhǔn)系列，%，浮閥個(gè)數(shù)為76。(4) 塔板布置① 區(qū)域劃分：對(duì)于分塊式塔板：～110mm，～90mm：溢流堰到離它最近的一排浮閥中心線的距離。：塔壁到離它最近的閥孔中心線的距離：浮閥數(shù)的確定：精餾段：=，提鎦段：=根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》N0=76受液區(qū)WC分布區(qū)邊緣區(qū)WFWd鼓泡區(qū)降液區(qū)破沫區(qū)圖55 塔板區(qū)域劃分示意圖弓形板矩形板通道板弓形板矩形板圖56 塔板分塊示意圖③閥孔排列：取Wc=105mm，Wf=100mm代入上面(51)至（54）式中，得到，x=250mm，r=400mm，Aa=，t=接近65mm，故取Wc=105mm，Wf=100mm。（三） 塔板的水力學(xué)校核（1）塔板壓降由前計(jì)算知，閥孔氣速u≈5m/s。單板壓降計(jì)算公式：hp=++（以液柱高度表示）式中，：干板壓降，：液層壓降，：克服液體表面張力壓降精餾段 ①干板壓降浮閥全開前=浮閥全開后=52= =（液柱）②液層壓降=β（+）充氣系數(shù),一般可取β=～,所以取β=. ：出口堰高 m：堰上液頭高，對(duì)平口堰可用。：液相體積流率。：出口堰長(zhǎng)，m。E：液流收縮系數(shù)，此處取E=。how=（液柱）=50mm=所以，=β（+）=（+）=(液柱)克服液體表面張力的壓降h很小，可以忽略。綜上，單板壓降為：=+= m(液柱)檢驗(yàn)：1000/13600=＜6mmHg所以，T201精餾段設(shè)計(jì)基本合理。提餾段：①干板壓降：同精餾段浮閥全開前： hc1=浮閥全開后： hc2=所以，②液層壓力降：===（+）=(+)=(液柱)③忽略不計(jì)。所以，+=（液柱）檢驗(yàn)：=1000/13600=＜6mmHg所以，T201提餾段設(shè)計(jì)基本合理。（2）霧沫夾帶量：根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》第（246a）(246b)核算泛點(diǎn)率，取一下兩者大者： 式中，=1－2= 7854－2770=6314cm2=精餾段： m2/s由，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》圖217得到=，查表24得到，代入上述兩個(gè)公式中得到：=%,=%。所以，=max()=%。因?yàn)镈g=1000mm＞900mm所以，=%＜65%～70%。合適。 提餾段：同理可得==%，=%所以，=%＜65%～70%，合適。（3）降液管內(nèi)的液面高度 可由公式計(jì)算求得，其中：踏板上溢流堰出口處的液面高度，m。：塔板壓降，m液柱。：塔板上液面落差，m。對(duì)于浮閥塔可忽略不計(jì)。：液體流過(guò)降液管時(shí)的阻力損失，m液柱。精餾段：= 則=+++=。 取相對(duì)泡沫密度ψ= =(+)= 可知滿足要求，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)合理。提餾段：= =+++=。 取相對(duì)泡沫密度ψ= =(+)=可知滿足要求，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)合理。（4）漏液精餾段：F0=U0= 提餾段： 可見精餾段、提餾段的閥孔動(dòng)能參數(shù)均介于8~17之間，說(shuō)明漏液在正常操作范圍內(nèi)。精餾段：， 76==．所以=所以Foa=()=所以＞，合適。提餾段： =所以＞，合適?？梢?，漏液在正常操作范圍內(nèi)。（5） 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間t：精餾段：=7701043600/=＞5s提餾段：=＞5s（6）塔板的負(fù)荷性能圖：精餾段：① 過(guò)量霧沫夾帶線令= m3/h② 淹塔線：=108=+(―1―)==105=103=(－105Lh2－103 Lh2/3/107)③ 過(guò)量漏液線（氣相負(fù)荷下限線）： m3/h④ 降液管超負(fù)荷線（液相負(fù)荷上限線）：取停留時(shí)間t=4s Lh=3600AdHT/t=3600770104⑤ 液相負(fù)荷下限線 Lh==.037= m3/h取數(shù)值，計(jì)算出相應(yīng)的，作出負(fù)荷性能圖。表516 T201精餾段負(fù)荷性能匯總，203035過(guò)量霧沫夾帶線，淹塔線，過(guò)量漏液線，液相負(fù)荷下限，降液管超負(fù)荷，Vh，m3/hM(3)Lh，m3/h (6)(6)(5)(5)(4)(4)(3)(2)(2)(1)(1) 圖57 T201精餾段負(fù)荷性能圖M點(diǎn)為操作點(diǎn)，操作線與邊界線兩交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為=，=。操作彈性：K=VM/VN =操作彈性均在3～4范圍內(nèi)，符合要求，計(jì)算合理。提餾段：① 過(guò)量霧沫夾帶線 令F=82%=②淹塔線 同精餾塔一樣，得到： a=，b=，c=，d=103Vh=(－Lh2－103Lh2/3/108)③過(guò)量漏液線（氣相負(fù)荷下限線）④降液管超負(fù)荷線（液相負(fù)荷上限線）取停留時(shí)間t=4sLh=3600AdHT/t=⑤液相負(fù)荷下限線Lh===取Lh數(shù)值，計(jì)算出相應(yīng)的Vh，作出負(fù)荷性能圖。表517 T201提餾段負(fù)荷性能匯總，303540過(guò)量霧沫夾帶線，淹塔線，過(guò)量漏液線，液相負(fù)荷下限，降液管超負(fù)荷，Vh，m3/hMLh，m3/h(6)(2)(5)(6)(5)(4)(4)(3)(3)(1)(2)(1)圖58 T201提餾段負(fù)荷性能圖操作線與邊界線兩交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為=，=操作彈性：K=兩段的操作彈性均在3～4范圍內(nèi)，符合要求，計(jì)算合理。 T301的設(shè)計(jì)與選型選用板式塔 塔徑的計(jì)算 （一）精餾段表518 T301精餾段各組分?jǐn)?shù)據(jù)表組分T=43℃ P=　合計(jì)正丁烷異戊烷正戊烷氣相摩爾分?jǐn)?shù)，yi100相對(duì)分子質(zhì)量，M氣相平均分子質(zhì)量 M平液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)xi100 液相密度，kg/m3106xi/ρi103105103① 液相密度的計(jì)算：②氣相密度的計(jì)算：T201操作壓力P＜3atm，所以=③計(jì)算塔徑：由波津法初估塔徑，取安全系數(shù)K=液相摩爾流率：Lm=RD== 氣相摩爾流率：Vm=（R+1)D== kmol/h液相體積流率：Lh=LmM/L =氣相體積流率：Vh=VmM/g=取=450mm：取Ks=1，K= 則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax 則空塔氣速：u== 塔徑： 同理可做表：表519 T301精餾段塔徑數(shù)據(jù)HT,mumax,m/sU,m/sD,m圓整,mD2HT,m3450500600