【正文】 下標(biāo) max— 最大的； min— 最小的； 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 44 L—— 液相的； V— — 氣相的θ —— 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 ,s； μ —— 粘度 ,mPa S=1200 L=3400 H=1000 φ δ =168 10 R=140 e=250 ?l 110 m=261 HG/T216395 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 40 第六章 精餾塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果 所設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總于下表 : 序號(hào) 項(xiàng)目 精餾段 提餾段 1. 平均溫度，℃ 2. 平均壓力， kpa 3. 氣相流量 ,3/ms 4. 液相流 量 ,3/ms 5. 實(shí)際塔板數(shù) 9 15 6. 塔徑 ,m 7. 板間距， m 8. 溢流形式 單溢流 單溢流 9. 降液管形式 弓形 弓形 10. 堰長 ,m 11. 堰高， m 12. 板上液層高度， m 13. 堰上液層高度 ,m 14. 降液管底隙高度， m 15. 安定區(qū)寬度， m 16. 邊緣區(qū)寬度， m 17. 開孔區(qū)面積， m2 18. 篩孔直徑， m 19. 篩孔數(shù)目 3151 3151 20. 孔中心距， m 21. 開孔率，℅ 22. 空塔氣速， m/s 23. 篩孔氣速， m/s 24. 穩(wěn)定系數(shù) 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 41 25. 每層塔板壓降， pa 26. 負(fù)荷上限 液泛控制 液泛控制 27. 負(fù)荷下限 漏液控制 漏液控制 28. 液沫夾帶 29. 氣相負(fù)荷上限 30. 氣相負(fù)荷下限 31. 操作彈性 32. 冷凝器傳熱面積 m2, 33. 預(yù)熱器傳熱面積 , m2 34. 再沸器傳熱面積， m2 35. 塔頂蒸汽 出 口管， mm 133 36. 進(jìn)料管直徑， mm 37. 回流管直徑， mm 38. 塔頂出料管徑， mm 39. 塔釜出料管直徑， mm 40. 筒體壁厚， mm 8 41. 塔頂空間， m 42. 人孔數(shù) ,個(gè) 4 43. 裙座高度， m 3 44. 塔總體高度， m 表 62 主要符號(hào)說明 ： 英文字母 Aa— 塔板開孔區(qū)面積 ,m2； Af — 降液管截面積 ,m2； A0 — 篩孔總面積 ,m2； AT — 塔截面積 ,m2； c0 — 流量系數(shù) ,無因次； C—— 計(jì)算 umax時(shí)的負(fù)荷系數(shù) ,m/s； CS — 氣相負(fù)荷因子 ,m/s； d—— 填料直徑 ,m； 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 42 d0—— 篩孔直徑 ,m； D—— 塔徑 ,m； ev— 液體夾帶量 ,kg（液） /kg（氣）； E—— 液流收縮系 數(shù) ,無因次； ET— 總板效率 ,無因次； F— 氣相動(dòng)能因子 ,kg1/2/(s本設(shè)計(jì)中塔高度大，因此設(shè)吊住。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，通常取 HD為（ ～ ） HT。 k， 則傳熱面積 23 mtK QA m ?? ????? 加熱蒸汽的質(zhì)量流量skgp ttC Qq )( 10 ????? 進(jìn)料管管徑 F= hkg ，又 mkgF ?? 則體積流量 VF＝hmFF 39 0 2 3 9 6 9 0 6 ??? 取管內(nèi)流速 u＝ , 則管徑 mmuVd F 00 ???? ?? 取進(jìn)管規(guī)格為Φ 45 3 , 則管內(nèi)徑 d＝ 39mm 進(jìn)料管實(shí)際流速smu 1 4 0 3 23 6 0 09 0 2 ??? ? 法蘭管徑 150 螺栓孔直徑 L=18 厚度 18 重量 回流管管徑 回流管的回流量 D＝ ＝ kmol/ s 塔頂液相平均摩爾質(zhì)量 M＝ 平均密度ρ＝ 179。=則 qm=Vs39。 m in,m a x, ??? SSVVK smV S / 3m a x, ?smV S /0 8 3 39。由圖查得： smVS / 3m in, ? 故操作彈性為 8 1 0 4 3 3 2 1 8 in,m a x, ??? SSVVK 提餾段同理可得：smV S /3 6 5 39。 220 ????? hlc w 3 4 6 ) 6 0 0)((11 0 0 )3 6 0 0)(1(1 0 0 39。39。 OWWL hhh ?? 聯(lián)立 得 ： 忽略 h? ， 將 how與 Ls， hd與 LS,hc與 Vs的關(guān)系代入上式。 m a x, ???? TfS HAL m179。 SS LV ?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) Ls值，依上式計(jì)算出 Vs值，計(jì)算結(jié)果列于下表，由表中數(shù)據(jù)可作出 液沫夾帶線 2。 sL ， s3m sV ， s3m 同理可得：提餾段漏液 線： 3/2m i n 39。39。39。 ??????? 而 液柱mud 39。 d ??? ? 苯 甲苯物系屬一般物系，取 39。 應(yīng)服從 ? ?wT hH 39。 39。 0 5 39。 在允許范圍內(nèi)漏液對篩板塔 ，漏液點(diǎn)氣速 ： ? ?? ? smhhcvLL6 6 3 0 6 8 50 0 1 9 4 0 5 7 39。u39。 ??????? kghp pLp ? 對于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和流液量均不大，故可忽略液面落差 mh Lf 39。39。4h39。 msuF va ?????? ? mhh Ll ???? ? 液柱 (3)液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 0h39。u39。 2200 ????????????????????? ??液柱 （ 2)氣體通過液層的阻力 lh 由公式計(jì)算，因本設(shè)計(jì)分離本和甲苯，即液相為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) ?? 。39。c 的計(jì)算 由 39。 7 15 0 68 6 50 6 30 ????? fT sa AA V ? ?21210 kg2 1 8 0 1 5 msuF va ?????? ? mhh Ll 0 3 7 ???? ? 液柱 (3)液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 0h 的計(jì)算 mgdl 300 ??????? ?? ? 液柱 氣體通過每層塔板的液柱高度 m0 7 1 8 0 2 0 6 3 1 9 0 ??????? clp hhh 液柱 氣體通過每層塔板的壓降為： 1 k P aPa5 6 7 7 1 8 ??????? kghp pLp ? 對于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和流液量均不大，武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 27 故 可忽略液面落差 mh Lf ???? 故液沫夾帶量 氣液液 3aL6vkgkghH fT???????? ????????????????? 故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量 ve 在允許范圍內(nèi) 對篩板塔，漏液點(diǎn)氣速 ? ?? ? smhhcvLL0 2 1 0 7 9 0 40 0 2 0 6 0 5 7 0 5 212100m i n,0??????? ???????????? ????? 實(shí)際孔速 m in,00 u1 7 8 ?? sm 穩(wěn)定系數(shù) 02 17 in,0 0 ???? u uK 故在本設(shè)計(jì)中無明顯漏液 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛。r39。 00 ???? 212221222m6 1 3 4 9 3 3 8 i n4 9 1 8 03 3 8 9 3 8 39。39。 ??? 篩孔數(shù)目 個(gè)3 1 5 16 1 3 1 1 5 39。 ????? 故 開孔區(qū)面積 ： （ 4）篩孔計(jì)算及其排列 本例所處理的物系無腐蝕性，可選用δ =3mm 碳鋼板，取篩孔直徑 mmo 5d39。39。查表得，塔板分成 3快 （ 2）邊緣區(qū)密度確定 取破沫區(qū)寬度和邊緣區(qū)寬度分別為： mWmW CS , s39。 , ??? ???? owLVo uqhmmhh W 0 0 1 2 0 2 9 8 4 1 8 39。查表得，塔板分成3快 （ 2） 邊緣區(qū)密度確定 取破沫區(qū)寬度和邊緣區(qū)寬度分別為： dW39。 ??????? hTf LHA? 可以滿足要求。2???? ???? 依教材中式 59驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間 ,即 : s5s4 4 4 )3 6 0 00 0 3 2 5 ( 6 8 6 6 0 039。 ?? Tfd AADW ，即： mDW AA d tf 39。 ?DLw ，查圖 57 得 39。39。 L/L0 0 2 8 wow Eh ? ， 近似取 1?E ，于 是： ? ? 39。 ??武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 23 選用平直堰，堰上液層高度 ? ? 3/239。 ???? DL w 2） .出口堰高 w39。 取板上清液層高度 hL=60mm= 故 ????? owLw hhh 3） .弓形 降液管的寬度 和降液管的面積 fA 由 ?DLw ，查圖 57得 ,?? Tfd AADW ，即： mDW AA d tf 1 3 6 2 2 m0 6 8 6 5 0 7 2 7 2 2???? ???? 依教材中式 59驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間 ,即 : s5s8 0 5 )3 6 0 00 0 1 6 3 ( 6 8 6 6 0 0/3 6 0 0 ??????? hTf LHA? 可以滿足要求。 ???? ?? mqD VV ,1 ????? ?? mqD VV 39。 ??????????????? 。 ???????? ?????????? VLVV LVqq?? 取板間距 HT=，板上液層高度 hL=，則 HThL== 精餾段查負(fù)荷系數(shù)史密斯關(guān)系圖 得到： C20= 又 L ?? 2020L20 ??????????????? 。 ?????VmVmVnVVMqq ? / 3, 39。 s 4)精餾段液相平均表面黏度為 μ Lm=（ +） /2= mPa s 2 7 5 )4 8 (2 6 7 8 ?????L F m? 解得： μ LFm= s， μB= mkgLm ???? 液相平均表面張力計(jì)算 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 17 液相平均表面張力計(jì)算公式： iiLm x ?? ??? 1）塔頂： 由手冊和內(nèi)插法計(jì)算得 ?Dt ℃ , mNA / 3???? ，mNB / 3???? 。39。 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 1） 塔頂 摩爾質(zhì)量計(jì)算 ： 由圖 1得 ?? yxD 得 ?x ? ? k m o lkgBAmVD MyMyM )1( 11, ???????????k P 1 0 5P F ????武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 15