【導(dǎo)讀】設(shè)計規(guī)模：苯——甲苯混合液4萬t/a。生產(chǎn)制度：年開工300天，每天三班8小時連續(xù)生產(chǎn)。原料組成：苯含量35%.進料熱狀況：含苯35%的苯——甲苯混合液,25℃.分離要求：塔頂苯含量不低于98%，塔底苯含量不大于%。

　　

【正文】 o v s vcLLuVh c C A??? ? ? ?. 05 1 ( ) ( ) 0. 09 60. 79 2 0. 06 78 8. 38s sV V? ? ?? 22330 ( + ) 0 . 6 2 (0 . 0 4 0 . 7 8 ) 0 . 0 2 4 8 0 . 4 8 4l w o w s sh h h l l?? ? ? ? ? ? 22330. 09 6 0. 00 16 5 0. 02 48 0. 48 4 0. 02 64 5 0. 09 6 0. 48 4p s s s sh V l V l? ? ? ? ? ? ? (d) 2 2 20. 15 3 ( ) 0. 15 3 ( ) 31 1. 12. 0. 79 2 0. 02 8ssdswollhllh? ? ?? (e) 將 0 . 4 5 , 0 . 0 4 , 0 . 5 cTwH m h? ? ? ? 代 入 （ ） （ d ） （ e ） 整理得 22 30. 85 32 40 11 .3 8s s sV l l? ? ? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個SL值，依上式計算出SV值計算結(jié)果列于下表 smLS // 3 310. ?? 35. ? 10?? 310?? 310?? S// 3 ( 3 )液相負荷上限線 . .. 以4s??作為液體在降液管中停留時間的下限 由下式 3. m a x . 0 . 4 5 0 . 0 8 2 0 . 0 0 9 2 /4Tfs TAL m s? ?? ? ? 據(jù)此可以作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上限 （ 4）漏液線 230 .0 4 0 .7 8l w o w sh h h l? ? ? ? OSOW AVu min,? . m in 04 .4 ( 0 .0 0 5 6 0 .1 3 )sow loVu C h hA ?? ? ? ?234 .4 3 0 .7 5 [ 0 .0 0 5 6 0 .1 3 ( 0 .0 4 9 2 6 0 .7 7 9 3 ) 2 7 5 .6 2 9 3 ]sl? ? ? ? ? ? 經(jīng)計算得 2 23 .72ssVl?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個SL值，依上式計算出SV值計算結(jié)果列于下表 smLS // 3 310. ?? 3. ? 10?? 310?? 310?? V (5) 液相負荷下限 對于平流堰，取堰上液層高度 owh = 作為最小液體負荷標(biāo)準(zhǔn)，取 E=,由式223 3336002 . 8 4 1 0 ( ) 0 . 7 8so w sw lh E lL?? ? ? 整理上式得 10sL ??? 據(jù)此可做出與氣體流量 無關(guān)的垂直液相負荷下限線 . .. 01230 霧沫夾帶線負荷上線線負荷下限線漏液線操作線液泛線 在負荷性能圖上，作出操作點，作出操作線。由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏控制。 故操作彈性為 ? 小結(jié) 從塔板負荷性能圖中可看出，按生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點在適宜操作區(qū)的適中位置，說明塔板設(shè)計合理。 因為液泛線在霧沫夾帶線的上方，所以塔板的氣相負荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液線控制。 按固定的液氣比，從負荷性能圖中可查得氣相負荷上限 maxsV =,氣相負荷下限 minsV≤ ，所以可得 m axm i n0 .7 4 2 .70 .2 7ssVV? ? ?操 作 彈 性 塔板的這一操作彈性在合理的范圍 (2～ 5)之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計是合理的 . .. 第二章 熱量衡算 相關(guān)介質(zhì)的選擇 （ 1）加熱介質(zhì)的選擇 選用飽和水蒸氣，溫度 160℃ ,工程大氣壓為 。 原因：水蒸氣清潔易得，不易結(jié)垢，不腐蝕管道。飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高，冷凝溫差越大，管程數(shù)相應(yīng)減少，但水蒸氣壓力不宜太高。 （ 2）冷凝 劑 選冷卻水，溫度 20℃，溫升 16℃。 原因：冷卻水方便易得，清潔不易結(jié)垢，升溫線越高，用水量越小，但平均溫差小，傳熱面積大，綜合考慮選擇 16℃。 蒸發(fā)潛熱衡算 苯 — 甲苯的蒸發(fā)潛熱與臨界溫度 （ 1）塔頂熱量 ( 1 ) ( )C V D L DQ R D I I? ? ? ? ? 其中 (1 )V D L D D V A D V BI I X H X H? ? ? ? ? ? ? ? 21 11()1 rVV rTHH T?? ? ? ? ? ? 0C 苯 : 21( 8 0 . 3 2 7 3 . 1 5 ) / ( 2 8 8 . 5 2 7 3 . 1 5 ) 0 . 6 2 9( 8 0 . 1 2 7 3 . 1 5 ) / ( 2 8 8 . 5 2 7 3 . 1 5 ) 0 . 5 9 7rrTT ? ? ? ?? ? ? ? 蒸發(fā)潛熱 0 . 3 8 0 . 3 8221 11 1 0 .6 2 9( ) 3 9 3 .9 ( ) 3 8 1 .7 1 /1 1 0 .5 9 7rVV rTH H kJ kgT??? ? ? ? ? ? ? 甲苯 : 物質(zhì) 沸點 0C 蒸發(fā)潛熱 KJ/Kg 臨界溫度 TC/K 苯 甲苯 363 . .. 21( 8 0 . 3 2 7 3 . 1 5 ) / ( 3 1 8 . 5 7 2 7 3 . 1 5 ) 0 . 5 9 7( 1 1 0 . 6 3 2 7 3 . 1 5 ) / ( 3 1 8 . 5 7 2 7 3 . 1 5 ) 0 . 6 4 9rrTT ? ? ? ?? ? ? ? 蒸發(fā)潛熱 0 . 3 8 0 . 3 8221 11 1 0 .5 9 7( ) 3 6 3 ( ) 3 8 2 .5 7 /1 1 0 .6 4 9rVV rTH H kJ kgT??? ? ? ? ? ? ? 39。 7 8 . 2 4 2 6 . 1 2 2 0 4 3 . 6 3 /V D mD M D kJ h? ? ? ? ? 12( 1 )0 . 9 8 3 0 3 8 1 . 7 1 ( 1 0 . 9 8 3 0 ) 3 8 2 . 5 7 3 8 1 . 7 2 /V D L D D V D VI I X H X H k J k g? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 39。6( 1 ) ( )( 2 . 0 7 1 ) 2 0 4 3 . 6 7 3 8 1 . 7 2 2 . 3 9 1 0 /C V D L DQ R D I I k J h? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 塔底熱量 ( 1 ) ( )C V D L DQ R D I I? ? ? ? ? 其中 (1 )V D L D D V A D V BI I X H X H? ? ? ? ? ? ? ? 21 11()1 rVV rTHH T?? ? ? ? ? ? 0C 苯 : 21( 1 0 9 . 9 2 7 3 . 1 5 ) / ( 2 8 8 . 5 2 7 3 . 1 5 ) 0 . 6 8 2( 8 0 . 1 2 7 3 . 1 5 ) / ( 2 8 8 . 5 2 7 3 . 1 5 ) 0 . 6 2 9rrTT ? ? ? ?? ? ? ? 蒸發(fā)潛熱 0. 38 0. 38221 11 1 0 .6 8 2( ) 3 9 3 .9 ( ) 3 7 1 .4 9 /1 1 0 .6 2 9rVV rTH H k J k gT? ?? ? ? ? ? ? ??? 甲苯 : 21( 1 1 0 2 7 3 . 1 5 ) / ( 3 1 8 . 5 7 2 7 3 . 1 5 ) 0 . 6 4 8( 1 1 0 . 6 3 2 7 3 . 1 5 ) / ( 3 1 8 . 5 7 2 7 3 . 1 5 ) 0 . 6 4 9rrTT ? ? ? ?? ? ? ? 蒸發(fā)潛熱 0. 38 0. 38221 11 1 0 .6 4 8( ) 3 6 3 ( ) 3 6 3 .3 9 /1 1 0 .6 4 9rVV rTH H k J k gT? ?? ? ? ? ? ? ??? . .. 39。9 1 . 8 6 / 9 1 . 8 6 3 9 . 2 0 3 6 0 0 . 1 2 /L W mL W mM k g k m o lD M W k J h?? ? ? ? ? 21( 1 )( 1 0 . 0 0 9 4 ) 3 6 3 . 3 9 0 . 0 0 9 4 3 7 1 . 4 9 3 6 3 . 4 7 /V w L w D V D VI I X H X H kJ kg? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 39。6( 1 ) ( )( 2 . 0 7 1 ) 3 6 0 0 . 1 3 3 6 3 . 4 7 4 . 0 2 1 0 /C V D L DQ R D I I k J h? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 焓值衡算 由前面的計算過程及結(jié)果可知：塔頂溫度 ? ℃，塔底溫度 110wt ? ℃，進料溫度 ? ℃。 溫度℃ 0 50 100 150 苯 / ( )kJ kmol k 甲苯 / ( )kJ kmol k ? ℃下 : 用內(nèi)插法計算的： 1 98. 85 / ( )pC kJ kmol k?? 2 12 4. 02 / ( )pC kJ kmo l k?? 12 ( 1 )98 .8 5 0. 98 30 12 4. 02 ( 1 0. 98 30) 99 .2 8 / ( )p P D P DC C x C xk J k mo l k? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 110wt ? ℃下： 1 1 0 7 .4 3 / ( )PC kJ km ol k?? 2 13 4. 08 / ( )pC kJ kmo l k?? 12 (1 )p P W P WC C x C x? ? ? ? ? 1 0 7 . 4 3 0 . 0 0 9 4 1 3 4 . 0 8 ( 1 0 . 0 0 9 4 ) 1 3 3 . 8 3 / ( )kJ km o l k? ? ? ? ? ? ? ? ℃下： 1 /KJ kg? ? 2 /KJ kg? ? 12 ( 1 )3 9 3 . 0 9 0 . 9 7 4 4 3 7 9 . 0 5 ( 1 0 . 9 7 4 4 ) 3 9 2 . 7 3 /DDxx K J kg? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? . .. 110wt ? ℃下： 1 /KJ kg? ? 2 /KJ kg? ? 12 ( 1 )3 7 1 . 5 0 . 0 0 9 4 3 6 1 . 2 ( 1 0 . 0 0 9 4 ) 3 6 1 . 3 /DDxx K J kg? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? (1)0℃時塔頂氣體上升的焓 QV 塔頂以 0℃為基準(zhǔn)。 DDPV MVtCVQ ?????? ? 67 6 . 6 9 1 3 3 . 8 3 8 0 . 3 7 6 . 6 9 3 9 2 . 7 3 7 8 . 2 4 3 . 1 8 1 0 /K J h? ? ? ? ? ? ? ? (2)回流液的焓 RQ 回流液組成與塔頂組成相同。 39。DPR tCLQ ??? 5 1 .7 0 1 3 3 .8 3 8 0 .3? ? ? 10 /KJ h?? (3)塔頂餾出液的焓 DQ DDD tCDQ ??? 52 4 .9 8 1 3 3 .8 3 8 0 .3 2 .6 8 1 0 /K J h? ? ? ? ? (4)冷凝器消耗的焓 CQ QC=QVQRQD 6 5 5 63 . 1 8 1 0 5 . 5 6 1 0 2 . 0 8 1 0 2 . 4 2 1 0 /kJ h? ? ? ? ? ? ? ? (5)進料口的焓 FQ 95Ft ? ℃下： 121 0 3 .2 9 / ( )1 2 9 .2 3 / ( )PPC kJ km o l kC kJ km o l k?? )1(21 FPFPP xCxCC ????? 1 0 3 . 2 9 0 . 3 8 8 4 1 2 9 . 2 3 ( 1 0 . 3 8 8 4 ) 1 1 9 . 1 5 / ( )K J km o l K? ? ? ? ? ? ? . .. 所以 FPF tCFQ ??? 56 4 .1 8 1 1 9 .1 5 9 5 7 .2 6 1 0 /K J h? ? ? ? ? (6)塔底殘液的焓 WQ WWW tCWQ ??? 53 9 .2 1 3 3 .8 3 1 0 9 .9 5 .7 6 1 0 /K J h? ? ? ? ? (7)再沸器 BQ