【正文】 （六） 參考書目 及附表 26 1. 姚玉英等 .化工原理（下冊），天津：天津大學(xué)出版社， 1999 2. 侯麗新 . 板式精餾塔，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 3. 柴誠敬，劉國維，李阿娜 . 化工原理課程設(shè)計，天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1998 4. 化學(xué)工程編寫組 . 化學(xué)工程手冊 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 5. 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院 . 化工工藝設(shè)計手冊，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 附表 表 1 苯和甲苯的物理性質(zhì) 項目 分子式 分子量 M 沸點（℃） 臨界溫度 tC（℃） 臨界壓強 PC（ kPa） 苯 A 甲苯 B C6H6 C6H5— CH3 表 2 苯和甲苯的飽和蒸汽壓 溫度 C0 85 90 95 100 105 0AP ,kPa 0BP ， kPa 表 3 常溫下苯 — 甲苯氣液平衡數(shù)據(jù)（ [2]： 8P 例 1— 1 附表 2） 溫度 C0 85 90 95 100 105 液相中苯的摩爾分率 汽相中苯的摩 爾分率 0 0 0 0 1 7 2 0 8 6 0 2 0 0 表 4 純組分的表面張力 ([1]： 378P 附錄圖 7) 溫度 80 90 100 110 120 苯， mN/m 甲苯，Mn/m 20 表 5 組分的液相密度 ([1]： 382P 附錄圖 8) 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯 ,kg/ 3m 甲苯 ,kg/ 3m 814 809 805 801 791 791 778 780 763 768 表 6 液體粘度 181。 此次課程設(shè)計也 促使 我獨立地去通過書籍、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，確定設(shè)計方案。經(jīng)過 熱力學(xué)驗算，其各項操作性能指標(biāo)均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求， 達到預(yù)期的目的。 20 20ln t ? ? ???????????℃， ??3） 熱負(fù)荷及加熱劑用量 11( t t ) =0 .67 5 5 ( 98. 85 20) =9 9kJ/sPFQ F c? ? ? ? 水蒸汽的汽化熱為 ??????kJ/kg 25 水蒸汽的用量為 9 8 .4 9= = = 0 .0 4 4 7 k g /s2204m Qq ? 4） 換熱器的面積及設(shè)備選型 查 表知， 2( 580 ~ 115 0) W / ( m K)K ? ，在這里，選擇 2600 W / (m K )K ? 。 = 0 .3 7 3 5 7 .6 4 = 1 3 2 .3 3 k J/smQV ???甲 苯 水蒸汽的用量 1 3 2 .3 3= = 0 .0 6 / s2204m Qq kg?? 水 4） 換熱器的面積及設(shè)備選型 查 表可知， 2( 580 ~ 115 0) W / ( m K)K ? ，選擇 2600 W / (m K )K ? 。 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 提留段 各段平均壓強 Pm kPa 各段平均溫度 tm ℃ 平均流量 氣相 VS m3/s 液相 LS m3/s 實際塔板數(shù) N 塊 10 14 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u m/s 塔板液流形式 單流型 單流型 溢流管型式 弓形 弓形 堰長 lw m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 管底與受業(yè)盤距離 ho m 板上清液層高度 hL m 孔徑 do mm 孔間距 t mm 孔數(shù) n 個 1638 1638 開孔面積 m2 篩孔氣速 uo m/s 塔板壓降 hP kPa 液體在降液管中停留時間 τ s 堰上 清液層高度 h m 負(fù)荷上限 液泛 控制 液泛 控制 負(fù)荷下限 漏液控制 漏液控制 操作彈性 24 （四） 輔助設(shè)備的設(shè)定 1. 再沸器設(shè)計計算 1） 確定流體通入的空間 利用水蒸汽作為熱源，根據(jù)換熱器流體流經(jīng)管程或殼程的選擇原則，水蒸汽走殼程，便于排出，甲苯走管程。 5. 液 泛線 令 由 聯(lián)立得 忽略 hσ，將 hOW 與 Ls， hd 與 Ls， hc與 Vs的關(guān)系式代人上式， 將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入整理，得 2 2 2 / 30. 43 8 24 20 4. 65S s sV L L? ? ? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計算出 Vs 值，計算結(jié)果列于 下表。 2. 霧沫夾帶線 以 ev＝ 液 /kg 氣為限，求 VsLs關(guān)系如下 ： 由 . 7 10 aV L T fue Hh? ? ???? ?????，2 2 .1 4 40 .4 0 .0 3 6 3SSaSTfVVuVAA ?? ? ?? ? ? ? , 2 / 3 2 / 336002 . 8 4 1 0 . 9 61 0 0 0 0 . 5 3 so w sLhL??? ? ? ????? ? ? 2 / 32. 5 0. 12 3 2. 4f w o w sh h h L? ? ? ? 聯(lián)立以上幾式，整理得 2 / 0 ?? 21 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計算出 Vs 值，計算結(jié)果列于 下 表。 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線 5。 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾 帶線 2 3. 液相負(fù)荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度 hOW＝ 作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)以上塔板的各項液體力學(xué)驗算，可認(rèn)為精餾段塔徑及各項工藝尺寸是適合的。 3. 霧沫夾帶 3 10 10 / / 10 Tfe k g k g k gHh????????? ??? ? ? ??? ??? ? ? ????? 液 體 氣 體 液 體 氣 體 17 在設(shè)計負(fù)荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。 5. 液泛 為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度 ? ?wTd hHH ??? 依式 dlpd hhhH ??? ， 而 39。39。 /o ms? ? 39。( N 1 ) 0 .4 0 (1 4 1 ) 5 .2TZ H m? ? ? ? ? ? 在進料板上方開一人孔，其高度為 ，故精餾塔的有效高度為： 3. 6 5. 2 0. 8 9. 6Zm? ? ? ? 五、 塔板主要工藝尺寸計算 1. 溢流裝置計算 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用平行 受液盤。 m a x 7 8 1 . 9 3 3 . 1 20 . 0 6 6 9 1 . 0 6 /3 . 1 2LVVC m s??? ?? ?? ? ? ? 可取安全系數(shù)為 ，則 39。 4 7 . 3 8 8 7 . 7 4 0 . 3 7 /3 6 0 0 3 6 0 0 3 . 1 2VmSvmVMV m s?? ?? ? ?? 39。 s 提 餾段液相平均粘度為 μ ‘ Lm=(+)/2= mPa s 塔底 液相平均粘度的計算 由 tw＝ ℃，查手冊得 μ A= mPa s lgμ LDm= lg()+ () lg() 解出 μ LDm= mPa計算結(jié)果如下： 塔頂溫度 wt ＝ ℃，進料板溫度 Ft ＝ ℃ ，塔底溫度 wt =℃ 精餾段平均溫度 mt =（ ＋ ） /2 = ℃ 提餾段平均溫度 mt =（ +） /2 =℃ 塔頂平均摩爾質(zhì)量計算 由 1 Dyx? = ， 1x? , 0 .9 3 8 7 8 .1 1 ( 1 0 .9 3 8 ) 9 2 .1 3 7 8 .9 8L D mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 .9 7 4 7 8 .1 1 ( 1 0 .9 7 4 ) 9 2 .1 3 7 8 .4 7V D mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 8 進料板平均摩爾質(zhì)量計算 由上面理論板的算法，得 Fy ＝ ， Fx ＝ , 0 .6 1 0 7 8 .1 1 ( 1 0 .6 1 0 ) 9 2 .1 3 8 3 .5 8V F mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 .3 8 8 7 8 .1 1 ( 1 0 .3 8 8 ) 9 2 .1 3 8 6 .6 9L F mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 塔底 平均摩爾質(zhì)量計算 由 xw=, yw= , 0. 01 62 78 .1 1 ( 1 0. 01 62 ) 92 .1 3 91 .9 0V W mM k g k m ol? ? ? ? ? ?