【正文】 h)塔頂塔底摩爾流率（kmol/h)塔頂塔底瀝青中，萘的含量取為瀝青質(zhì)量10%，萘為輕組分（LK），記為組分A。根據(jù)瀝青的主要成分，取苊為重組分（HK），記為組分B，含量為洗油量的10%。進(jìn)料中萘的含量取為進(jìn)料的23%，苊的含量取為無(wú)水焦油的3%。則質(zhì)量守恒：萘：23%=10%+ 解得=%苊：3%=10%+ 解得=%表55 關(guān)鍵組分萘（LK） A M=128苊 （HK） B M=154進(jìn)料kg/hkmol/hw%mol%kg/hkmol/hw%mol%23%%3%%出料塔頂%%%%塔底10%%10%%進(jìn)料板溫度220℃，塔頂溫度199℃，塔底溫度230℃根據(jù)飽和蒸汽壓計(jì)算 萘： lgP= 苊： lgP=完全理想體系 計(jì)算結(jié)果如下表56 相對(duì)揮發(fā)度萘苊塔頂進(jìn)料板塔底由于假設(shè)誤差太大則理論板數(shù)取為3塊，則實(shí)際板數(shù)為進(jìn)料板位置的確定解得x=故進(jìn)料板為從下向上數(shù)第6塊板 中段的計(jì)算 相當(dāng)于在塔底進(jìn)料，只有精餾段 表57 中段物料衡算流入流出質(zhì)量流率（kg/h)塔頂塔底6400摩爾流率（kmol/h)塔頂塔底選取甲酚為L(zhǎng)K記為C，萘為HK記為D。進(jìn)料中：%，萘的含量為進(jìn)料的25%出料中：塔頂甲酚的含量占出料的20%，塔底萘的含量占出料的7%質(zhì)量守恒： 甲酚： 解得=%萘： 解得=%表58 關(guān)鍵組分甲酚（LK) C M=108萘 （HK） M=128進(jìn)料kg/hkmol/hw%mol%kg/hkmol/hw%mol%%%%%出料塔頂20%%%%塔底%%63%%塔頂溫度165℃，塔底溫度200℃，假設(shè)進(jìn)料板190℃間位甲酚： lgP=－萘： lgP=計(jì)算結(jié)果如下：表59 相對(duì)揮發(fā)度甲酚萘塔頂進(jìn)料板塔底496所以圓整為21塊，則實(shí)際塔板數(shù)為假設(shè)的進(jìn)料處 取理論板數(shù)9，實(shí)際板數(shù)為8/=26，取為26（包括下一段的第一塊塔板）由于中段無(wú)提留段，所以實(shí)際中段的塔板為26塊即 上段的計(jì)算表510 上段物料流入流出質(zhì)量流率（kg/h)塔頂塔底摩爾流率（kmol/h)塔頂塔底選取苯為L(zhǎng)K，記為E，甲酚為HK，記為F進(jìn)料中：%；甲酚的含量為進(jìn)料的20%出料中：塔頂甲酚的含量＜5%，取為2%；塔底苯的含量占出料的2%質(zhì)量守恒：苯: 解得=%甲酚：20%=2%+ 解得=%表511 關(guān)鍵組分苯（LK) E M=98甲酚（HK） F M=108進(jìn)料kg/hkmol/hw%mol%kg/hkmol/hw%mol%%%20%%出料塔頂%%2%%塔底2%%%%塔頂溫度105℃，塔底溫度165℃，假設(shè)進(jìn)料板140℃苯的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)可以直接查取間位甲酚： lgP=－ 計(jì)算結(jié)果如下：表512 相對(duì)揮發(fā)度苯甲酚塔頂進(jìn)料板塔底782所以理論板數(shù)取為4，則實(shí)際塔板數(shù)為4/=，取為14進(jìn)料位置的確定： ，取為7，即 總塔板數(shù)的計(jì)算 所以餾分塔的總塔板數(shù)塊 D= 則塔板面積 AT=D2== 空塔氣速 ~，故取h1=，底部空間h2=。有效塔高人孔所在板間距增至800mm，塔板間取5個(gè)人孔，所以有效塔高 H0=46+()5=塔高：H=+++=故塔高取29m。 ⑴泡罩尺寸的選擇泡罩尺寸選取100mm⑵需要泡罩個(gè)數(shù)m選擇圓形泡罩，齒縫為矩形型，根據(jù)下式得出泡罩個(gè)數(shù)：Vm=式中 Vm—滿(mǎn)負(fù)荷所取Vm= m—每層塔板上泡罩的個(gè)數(shù)； F4—每個(gè)泡罩的齒縫總面積； h—齒縫的高度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出一下數(shù)據(jù)：F4=5m2h=所以：91個(gè)⑶需要的鼓泡面積鼓泡中的中心距滿(mǎn)足：t=(~)D ； tD=25~75mm根據(jù)本課題取 t==140mm tD=40mm 符合條件。按正三角形排列，每個(gè)泡罩所占的正六角行鼓泡面積ab(mm2)為：ab==整個(gè)塔盤(pán)鼓泡面積Aa(m2)為：Aa=mab= ⑴選定流行由液相負(fù)荷Ls= m3/s=。，即堰長(zhǎng)為：Lw==塔截面積為：AT=單型塔板系列選定降液管面積Af與塔截面積AT之比以及弓形降液管寬度Wd與塔徑D之比分別為： 故可以知：Af==Wd==降液管內(nèi)停留時(shí)間應(yīng)保證液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間大于3~5s，才能保證液體所夾帶氣體的釋出。故所夾帶氣體可以釋出。降液管尺寸可用。⑵泡罩排列泡罩按正三角形排列，在鼓泡區(qū)工排列91個(gè)：鼓泡區(qū)面積占的百分比為： (規(guī)定在50%~80%之間)降液管面積占的百分比為： % (規(guī)定在10%~20%之間)邊緣面積占的百分比為： 163%%=% (規(guī)定在20%~50%之間)故滿(mǎn)足塔盤(pán)分配要求。⑶齒縫開(kāi)度hs根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知： 當(dāng)最低氣體負(fù)荷時(shí)，最小齒縫開(kāi)度h0mm 當(dāng)正常氣體負(fù)荷時(shí)，hs 當(dāng)最大氣體負(fù)荷時(shí)，hs=h=本設(shè)計(jì)是在正常負(fù)荷下操作 即 hsmm⑷堰上液溢流高度how采用平流堰，可用下式計(jì)算：How=式中 E—液體收縮系數(shù)；一般取1 Lw—堰長(zhǎng)，m。當(dāng)h所以： How=⑸堰高h(yuǎn)w及降液管底距下層塔板的距離h0根據(jù)常壓操作壓力，初步選定動(dòng)液封：hds=40mm=靜液封：hss=hdshow==堰高h(yuǎn)w可按下式計(jì)算：hw=hT+hss+hr+h式中 hT—泡罩下縫至塔板的間距，m hr—泡罩帽緣圈高度，m h—齒縫的高度，m hss—靜液封，m對(duì)于直徑是100mm的泡罩，查得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，hT=15mm，hr=3mm。則hw=15+20+3+32=70mm故選定堰高h(yuǎn)w=70mm降液管底部液封為20mm，則降液管底與下層塔板的距離應(yīng)為： h0==⑹液面梯度液面流過(guò)板面梯度與液流量（以表示）堰高h(yuǎn)w及泡罩底緣塔板的距離hT有關(guān)，也可按查得=由于此值較小，可忽略不計(jì)。⑺動(dòng)液封hdshds=how+hss++= 蒸汽通過(guò)塔板時(shí)可按下式計(jì)算壓降：hp=hL+hc+hs式中 hp—塔板壓降，m液柱； hs—齒縫局部阻力，m液柱； hc—泡罩局部阻力（包括升氣管回轉(zhuǎn)通道及環(huán)形間隙），m液柱； hL—有效液層阻力，m液柱。⑴泡罩局部阻力hchc== m式中 —阻力系數(shù)， —每個(gè)泡罩的升氣管截面積，（升氣管直徑取70mm，A=mm2）⑵有效液層阻力hLhL=hds式中 —沖氣系數(shù)； hds—?jiǎng)右悍?，m液柱。沖氣系數(shù)為氣相動(dòng)能因數(shù)Fb=式中 —按液流面積Ab計(jì)算的氣速，m/s由Ab=AT2Af，=可得： 查得所以有效液層阻力hL=所以塔板壓降為：hp=hL+hc+hs=++=全塔壓降為：m液柱 按下式求出降液管內(nèi)的液面高度：Hd=hw+hd+hp++ how式中 hd：液相流出降液管的阻力，m液柱m因液面梯度很小?？梢圆豢紤]，則降液管內(nèi)液面高度：Hd =+++=為了防止液泛現(xiàn)象，需滿(mǎn)足以下條件：HT+hw式中 —泡沫層的相對(duì)比重，； HT—塔板板間距，m則有HT2 Hd hw即=所以不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。 用下式可以求得：hf=hf=+=鼓泡層頂部到上層塔板的距離S為：S=HThf== 采用排液孔直徑d0=10mm排液孔面積Aw，一般可按每平方米塔截面積有1~3平方厘米的開(kāi)孔面積計(jì)算。Aw=需要的排液孔數(shù)：b= 取21個(gè)全塔積液總排空時(shí)間可按下式計(jì)算：T= ①霧沫夾帶線(xiàn)依公式：泛點(diǎn)率＝［Vs （ρv /（ ρLρv ））1/2+］/KCFAd按泛點(diǎn)率為80％計(jì)算如下：Vs［（）］+()=整理得：Vs＝②液泛線(xiàn) 由aVs2＝bcLs2dLs2/3式中 a＝105ρv/ρcN2=10525322= b＝ фHT+（） ＝+（）＝ c＝= d=(Hεo)E =(1+)1=③液相負(fù)荷上限線(xiàn)：液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于3～5，以216。＝5s作為液體在降管中停留時(shí)間的下限（Ls）max＝AfHT/5＝ 求出上限液體流量Ls值（常數(shù)）。在Vs—Ls圖上液相負(fù)荷上限為與氣體流量Vs無(wú)關(guān)的豎直線(xiàn)④漏液線(xiàn)：以Fo＝＝5作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則得：（Vs）min＝πdo2Nμ0/4=π/4do2N5/ =()222805/=據(jù)此做出與液體流量無(wú)關(guān)的水平漏液線(xiàn)（4）⑤液相負(fù)荷下限線(xiàn)取堰上液層高度how＝，依how的計(jì)算式算出Ls的下限值，即 how＝[3600(Ls)min/lw]2/3=取E＝1得據(jù)此可作出與氣相流量無(wú)關(guān)的豎直線(xiàn)圖51 塔板負(fù)荷性能圖1為霧沫夾帶線(xiàn)，2為液泛線(xiàn)，3為漏液線(xiàn) 4為液相負(fù)荷下限線(xiàn) 5為液相負(fù)荷上限線(xiàn)由塔板負(fù)荷性能圖可以看出:①任務(wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點(diǎn)播P（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)內(nèi)②塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制③按照固定的液氣比，由圖查出塔板的氣相負(fù)荷上限（Vs）max＝（Vs）min＝操作彈性＝（Vs）max/（Vs）min=表513 餾分塔的各項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)目單位數(shù)量項(xiàng)目單位數(shù)量塔徑Dmm2200堰長(zhǎng)Lwm有效塔高H0m堰高h(yuǎn)wmm70塔高Hm29塔截面積ATm2頂部空間h1m齒縫開(kāi)度hsmm底部空間h2m降液管底與下層塔板距離h0m板間距HTmm450動(dòng)液封hdsmm塔板壓降hpm液柱靜液封hssmm人孔間距mm800降液管內(nèi)液層高度Hdmm塔板形式單流液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間s空塔氣速W空m/s排液孔直徑d0mm10泡罩個(gè)數(shù)m個(gè)91排液孔個(gè)數(shù)b個(gè)21泡罩中心距tmm140排空時(shí)間Th泡罩排列正三角形弓形降液管面積m2 由于本塔高30m，所以本設(shè)計(jì)中的人孔數(shù)為7，塔板間取5個(gè)人孔，塔底塔頂各取一個(gè)人孔。根據(jù)設(shè)計(jì)需要采用常壓平蓋人孔，這種人孔只有在帶法蘭的接管上安上一塊盲板，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于常壓設(shè)計(jì)。選用公稱(chēng)直徑DN=600mm的人孔。 采用帶刮板的視鏡，DN=150mm；由于焦油是一種粘稠液體，視鏡易受污染，因此選用大直徑的帶刮板的視鏡。 液面計(jì)是用來(lái)觀察設(shè)備內(nèi)部液位變化的一種裝置，為設(shè)備操作提供部分依據(jù)。根據(jù)設(shè)備條件，選用浮子液面計(jì)。由于浮子液面計(jì)不必?fù)?dān)心介質(zhì)中含有固體顆粒而堵塞，而且易造成防腐的結(jié)構(gòu)。但因浮子是由薄壁的金屬或玻璃制成，不能承受較高壓力。 對(duì)與易腐蝕，易堵塞物料為便于清洗和檢修應(yīng)將進(jìn)料管做成可拆卸結(jié)構(gòu)。公稱(chēng)直徑選用 DN=200mm DN=200mm DN=120mm DN=1600mm(1)壓力計(jì)接口及取壓口 DN=80mm，就地壓力表測(cè)量。(2)液位計(jì)接口 DN=60mm(3)溫度計(jì)接口，溫度計(jì)的安裝，用法蘭連接固定，有利于防腐蝕、方便維修等優(yōu)點(diǎn)。 采用乙型平焊法蘭，凹凸面密封形式。DN= d=27mm 設(shè)計(jì)條件：塔體與裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)條件如下：