【正文】 ②提餾段： == m/s = 4VS/= m/s開孔率： =%由《化工原理課程設(shè)計》第142頁附十圖查標準系列，%，浮閥個數(shù)為118。②降液管的面積及寬度查《化工原理課程設(shè)計》附十圖得到表58：表522 T301降液管標準參數(shù)直徑，mm堰長，mm寬度，mm板間距，mm降液管面積，cm2Ad/AT，%16008761904501150（二）塔板布置 塔徑=1200mm，采用分塊式塔板。所以選平口堰合適。 45m3/h，符合要求。表517 T201提餾段負荷性能匯總，303540過量霧沫夾帶線，淹塔線，過量漏液線，液相負荷下限，降液管超負荷，Vh，m3/hMLh，m3/h(6)(2)(5)(6)(5)(4)(4)(3)(3)(1)(2)(1)圖58 T201提餾段負荷性能圖操作線與邊界線兩交點的縱坐標分別為=，=操作彈性：K=兩段的操作彈性均在3～4范圍內(nèi)，符合要求，計算合理。（5） 液體在降液管內(nèi)的停留時間t：精餾段：=7701043600/=＞5s提餾段：=＞5s（6）塔板的負荷性能圖：精餾段：① 過量霧沫夾帶線令= m3/h② 淹塔線：=108=+(―1―)==105=103=(－105Lh2－103 Lh2/3/107)③ 過量漏液線（氣相負荷下限線）： m3/h④ 降液管超負荷線（液相負荷上限線）：取停留時間t=4s Lh=3600AdHT/t=3600770104⑤ 液相負荷下限線 Lh==.037= m3/h取數(shù)值，計算出相應(yīng)的，作出負荷性能圖。（4）漏液精餾段：F0=U0= 提餾段： 可見精餾段、提餾段的閥孔動能參數(shù)均介于8~17之間，說明漏液在正常操作范圍內(nèi)。精餾段：= 則=+++=。：塔板壓降，m液柱。因為Dg=1000mm＞900mm所以，=%＜65%～70%。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。：出口堰長，m。：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》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。 (2)浮閥的排列：采用叉排式，等邊三角形排列 邊長取75mm，高隨開孔率變更。(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)進口堰，盤深50mm。②堰高：hw=50mm③溢流堰的型式采用平口堰由公式how=驗證精餾段：how =6mm。 塔高的計算（一）有效段高度(二)塔釜高度HB 取塔釜停留時間為10分鐘：HB=4/πD2=410/60=進料段高度HF=，塔頂高度HD=，塔高：H=HD+HF+HB++= 塔板的設(shè)計與布置（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。操作彈性：K=VM/VN =操作彈性均在3～4范圍內(nèi)，符合要求，計算合理。精餾段：=， 32=由《化工原理課程設(shè)計》(237)得到=．所以=所以Foa=()=所以＞，合適?！? 取相對泡沫密度ψ= =(+)= 可知滿足要求，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)合理。：塔板上液面落差，m。合適。所以，+=（液柱）檢驗：1000/13600=＜6mmHg所以，T101提餾段設(shè)計基本合理。E：液流收縮系數(shù)，此處取E=。(三) 塔板的水力學(xué)校核(1)塔板壓降由前計算知，閥孔氣速u≈3m/s。提餾段：==空塔氣速：= 4VS/=開孔率：=%由《化工原理課程設(shè)計》第142頁附十圖查標準系列，%。 (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。由此可初步計算塔板清液層高度：精餾段：hl=hw+how=50+= 提餾段：hl=hw+how=50+=因＜140mm,故只開一個的淚孔，開孔在受液盤的中心線上。(2)溢流裝置 ①堰長：=800=560mm根據(jù)《化工原理課程設(shè)計》附十圖得到=581mm。 三塔熱量衡算表表44 三塔熱量平衡匯總 項 目質(zhì)量流率，kg/h熱量，KJ/hT101進塔進料17083106再沸器106小計107出塔冷凝器106塔頂107塔釜106損失105小計107T201進塔進料106再沸器106小計106出塔冷凝器106塔頂107塔釜105損失105小計107續(xù)表 項 目質(zhì)量流率，kg/h熱量，KJ/hT301進塔進料106再沸器107小計107出塔冷凝器107塔頂107塔釜106損失106小計107第五章 設(shè)備工藝計算及選型 T101的設(shè)計與選型選用板式塔 塔徑的計算(一)精餾段查得各組分相應(yīng)密度[7]數(shù)據(jù)如表51：表51 T101精餾段各組分數(shù)據(jù)表組分T=53℃ P=丙烷異丁烷正丁烷異戊烷合計氣相摩爾分數(shù)，yi100相對分子質(zhì)量，M氣液相平均分子質(zhì)量，M平液相質(zhì)量分數(shù)，100液相密度，kg/m3/104104104105103① 液相密度的計算：=1/= kg/m3②氣相密度[8]的計算：由于T101操作壓力P3atm，不能直接計算，需用壓縮因子法求算。表332 各塔操作條件匯總表操作參數(shù)T101T201T301T，℃回流404040塔頂534543進料8050塔釜1228961P，atm回流塔頂進料塔釜R續(xù)表操作參數(shù)T101T201T301N實際塔板數(shù) 288785精餾段塔板數(shù) 124837提餾段塔板數(shù) 163948第四章 能量衡算 T101能量衡算 焓值計算表41 T101各組分焓值組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷混合焓值回流40℃質(zhì)量分數(shù)m%HLD（kJ/kg）塔頂53℃質(zhì)量分數(shù)m%HIV（kJ/kg）進料80℃質(zhì)量分數(shù)m%HIF（kJ/kg）塔釜122℃質(zhì)量分數(shù)m%HW（kJ/kg）注：表41中的焓值單位kJ/kg 熱負荷的計算(1)計算冷凝器熱負荷QCQDQCQVQL圖41 冷凝器熱負荷計算圖冷凝器為泡點回流，由物料平衡得：QC=(L+D)(HV1－HLD)=(R+1)D()=(＋1)(－)= ()(2)計算再沸器熱負荷QBQWQBQDQCQLQV分布區(qū)Q`圖41 再沸器熱負荷計算圖由全塔熱量衡算式：QF+QB=QC+QV+QL+QW即：FHF+QB=DHV+QC+WHW+QL，其中QL=5%max(QB，QC)假設(shè) QL= 則：QB= [D(R+1)Hv+WHw－FHF－RD HLD]/　 　　　=[(+1)+－17083－]/ =由于QBQC，所以假設(shè)成立。由 得到=，=，圓整后得到=37塊，=48塊。 確定最小回流比由公式(32)、(33)計算，取飽和液相進料，進行θ試差，得到下表：表328 T301確定θ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表組分進料組成xiF，mol%θ=正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計100所以，θ=。(2)塔釜溫度的確定由前面計算知，= atm,用泡點方程=1，即=進行驗證，得到表326。利用泡點方程試差法=表322 T201進料溫度基本數(shù)據(jù)表組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷=1（40℃）atm（60℃）atm 塔T301物料衡算 清晰分割物料衡算表323 T301清晰分割物料衡算表組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計進料質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分數(shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分數(shù)mol%100塔頂餾出液質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分數(shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分數(shù)mol%100塔釜餾出液質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分數(shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分數(shù)mol%100 確定塔的操作壓力及溫度(一) 確定塔操作壓力取=40℃，塔頂采用冷凝器，查得40℃下，塔頂各組分的飽和蒸汽壓，由=/以及泡點方程=1得=。 全塔效率及確定實際塔板數(shù)(一) 全塔效率平均溫度T==67℃表321 T201各組分粘度表組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷,cP則：μ=Σμixi= 正戊烷=，則全塔效率==(二) 實際塔板數(shù)的確定=/=，即87塊假設(shè)塔板數(shù)為N=85塊塔板，所以在誤差范圍內(nèi)，假設(shè)合理。表317 T201塔底溫度基本數(shù)據(jù)組分異己烷正己烷,atm（87℃）,atm（89℃）所以，=89℃。表315 T201回流罐各組分基本數(shù)據(jù)組分丁烷異戊烷戊烷異己烷己烷合計,atm（40℃）所以，=，線壓力取==+=+=采用板式塔，設(shè)為Np=85塊塔板設(shè)單塊塔板壓降為=4mmHg=，則=+Np=+85=。利用泡點方程試差法=，求。 全塔效率及確定實際塔板數(shù)(一) 全塔效率平均溫度T==(53+122)/2=℃查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》得到各組分粘度[4]如下表：表312 T201各組分粘度表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷u,cPxif則：μ=Σμixi=正戊烷=，則全塔效率==(二) 實際塔板數(shù)的確定=/=，即28塊假設(shè)塔板數(shù)為N=26塊塔板，所以在誤差范圍內(nèi)，假設(shè)合理。(三) 驗證T101清晰分割是否成立以重關(guān)鍵組分異戊烷為基準，則有= /表39 T101各組分相對揮發(fā)度表溫度組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷53℃122℃