【正文】 /olu m s? 34 .8 7 1 0 0 .7 2 0 .3 539。 0 .8 1 4 3 .2 9s L ms VmLV ???? ???? 取板間距 ?? ，板上液層高度 ?? 則 h m???? 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20 ?? a x 20 ( ) ( ) /20 20 L VVu C m s? ? ??? ? ?? ???? ? ? ? ?? m a x0 .8 0 .8 2 2 /u u m s?? ?? 439。 3 3155 .70 10 /360 0 789 .303600 LmsLmLML m s? ???? ?? ? ? ??? 第 四 章 精餾塔塔體工藝尺寸的計(jì)算 塔間距的初估 表 7 塔板間距和塔徑的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系 初選板間距 ? 取板上液層高度 ? 0 .3 5 0 .0 6 0 .2 9TLH h m? ? ? ? 精餾段： LVF ? 30 . 5 0 . 51 . 9 9 1 0 8 0 5 . 7 0( ) ( ) ( ) ( ) 0 . 0 4 10 . 8 1 2 . 9 2s L ms V mLV ?? ???? 圖 4 史密斯關(guān)聯(lián)圖 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20 ? 物系表面張力 =塔徑 D ， m 塔 板 間距 H T ， m ≥ 0 . 2 0 . 2m a x 2 0 2 0 . 5 4 5 8 0 5 . 7 0 2 . 9 2( ) 0 . 0 6 ( ) 1 . 0 /2 0 2 0 2 . 9 2L m L VVu C m s? ? ??? ?? ? ? ? 取安全系數(shù) f= m a /u u s?? 4 4 0 .8 1 1 .1 3 6 1 .23 .1 4 0 .8sVD m mu? ?? ? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑圓整后為 D= 實(shí)際塔截面積 2 2 23 .1 4 1 .2 1 .1 3 0 444TA D m?? ? ? ? 空塔氣速為 0 .8 1 0 .7 6 /1 .1 3 0 4 0 .0 6 6sa TfVu m sAA? ? ??? 校驗(yàn)： ＜max ??＜ 故合理 提餾段： LVF?? 30 .5 0 .539。 s） 查 得 Dt =℃時(shí) m paMDL s? ??苯 0 .3 1 3 m p a sLM D? ??甲 苯 Wt =℃ 時(shí) = 4 m pa s = 5m pa sLM D LM D?? ??苯 甲 苯 1 7 13 ( 1 7 ) 1 .mDL m Pa S? ? ? ? ? ? ? 0 .2 4 0 .0 2 4 0 .2 5 ( 1 0 .0 2 4 ) 0 .2 5 .mWL m P a S? ? ? ? ? ? ? 0 . 3 1 0 . 2 5 0 . 2 8 .2mL m P a S???? 全塔效率 TE = 0 . 2 4 5 1 0 . 2 4 5 1( ) 0. 49 ( 2. 46 0. 28 ) 0. 53 7mL?? ??? ? ? ? ○ 2 實(shí)際塔板數(shù) PN 及 加料板位置的確定 14 2 6 . 0 7 2 70 . 5 3 7TPTNN E? ? ? ?塊 6 1 1 . 3 6 1 20 . 5 3 7TPTNN E? ? ? ?精精 塊 PN 1 5PPNN? ? ?提 塊 第 13 塊 板開始加料 , 7 ? 塔的氣液負(fù)荷計(jì)算 操作壓力 塔頂 104 .36DP atm K Pa?? 每層塔板壓降 P=? 進(jìn)料板壓力 FP = 104 .36 + 0. 7 12 = 112 .76 K P a? 塔底操作壓力 104 .36 26 122 .56WP K Pa? ? ? ? 精餾段 平均壓力1 1 0 4 .3 6 1 1 2 .7 6 1 0 8 .5 62MP K P a??? 提餾段 平均壓力2 1 2 2 . 5 6 1 1 2 . 7 6 1 1 7 . 6 62MP K P a??? 操作溫度 塔頂 Dt =℃ 塔底 Wt =℃ 進(jìn)料板 7 ? ℃ 精餾段 平均溫度 7m1 () 8 0 . 9 3 9 3 .8 0t = = 8 7 . 3 6 522Dtt? ?? ℃ 提餾段 平均溫度 w7m2 t + t 1 0 9 . 2 1 + 9 3 . 8 0t = = = 1 0 1 . 5 0 522 ℃ 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 a) 塔頂 ： D1x =y = 由汽液平衡曲線得 1 ? 11+ 1 x ) = 3 78 .11 (1 3 ) 92 .14 79 .09 /L DmM x M Mk g k m o l? ? ?? ? ? ??苯 甲 苯（ D+ 1 x ) = 7 78 .11 (1 7 ) 92 .14 7 8 .5 3 1 /V Dm DM x M Mk g k m o l? ? ?? ? ? ??苯 甲 苯（ b) 進(jìn)料板 ： 7 ? 代入 汽液平衡曲線方程 7 ? 77+ 1 y )0 . 6 6 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 6 6 ) 9 2 . 1 4 8 2 . 8 8 /V qmM y M Mk g k m o l? ? ?? ? ? ? ? ?苯 甲 苯（ 77+ 1 x )0 . 4 4 7 8 . 1 1 ( 1 0 4 4 ) 9 2 . 1 4 8 5 . 9 6 /L qmM x M Mk g k m o l? ? ?? ? ? ? ? ?苯 甲 苯（ c) 塔底 ： ? 代入 汽液平衡曲線方程 得 ? w+ 1 y )0 . 0 7 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 7 ) 9 2 . 1 4 9 1 . 1 6 /V W M wM y M M k g k m o l? ? ?? ? ? ? ? ?苯 甲 苯（ w+ 1 x )0 . 0 2 4 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 2 4 ) 9 2 . 1 4 9 1 . 8 0 /L Wm wM x M M k g k m o l? ? ?? ? ? ? ? ?苯 甲 苯（ d) 精餾段 平均摩爾質(zhì)量 7 9 . 0 9 8 5 . 9 6 8 2 . 5 2 /2LMM k g k m o l??? 7 8 . 5 3 1 8 2 . 8 8 8 0 . 7 1 /2VMM k g k m o l??? 提餾段 平均摩爾質(zhì)量 9 1 . 1 6 8 2 . 8 8 8 7 . 0 2 /2VmM k g k m o l?? ?? 9 1 . 8 0 8 5 . 9 6 8 8 . 8 8 /2LmM k g k m o l?? ?? 平均密度計(jì)算 ○ 1 氣相平均密度 精餾段： 3111 0 8 . 5 6 8 0 . 7 1 2 . 9 2 /8 . 3 1 4 ( 8 7 . 3 6 5 2 7 3 . 1 5 )m V mVmmPM k g mRT? ?? ? ??? 提餾段： 3221 1 7 . 6 6 8 7 . 0 2 3 . 2 9 /8 . 3 1 4 ( 1 0 1 . 5 0 5 2 7 3 . 1 5 )m V mVmmPM k g mRT? ? ?? ? ? ??? ○ 2 液相平均密度計(jì)算 參照《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)有機(jī)卷》第一版 299 頁(yè)芳烴密度 表 5苯 甲苯密度 溫度（℃） 80 90 100 110 120 苯的密度（ kg/m3） 814 805 791 778 763 甲苯密度 (kg/m3) 809 801 791 780 768 Dt =℃ 381 5 /A kg m? ? 380 8 /B k g m? ? 塔頂液相質(zhì)量分率 ? 311 8 1 3 . 7 5 // ( 1 ) / 0 . 9 6 / 8 1 3 . 9 5 ( 1 0 . 9 6 ) / 8 0 9 . 0 8LDD A D B k g mww? ??? ? ?? ? ? ? 7t =℃ 379 8 /A kg m? ? 379 1 /B k g m? ? 進(jìn)料板質(zhì)量分率 由 7 ? 得 ? 311 7 9 7 . 6 4 // ( 1 ) / 0 . 4 0 / 7 9 9 . 4 8 ( 1 0 . 4 0 ) / 7 9 6 . 4 1Lqq A q B k g mww? ??? ? ?? ? ? ? Wt =℃ 378 3 /A kg m? ? 378 5 /B k g m? ? 塔釜液相 質(zhì)量分率 ? 311 7 8 0 . 9 6 // ( 1 ) / 0 . 0 2 / 7 8 1 . 6 3 ( 1 0 . 0 2 ) / 7 8 0 . 9 5Lww A w B k g mww? ??? ? ?? ? ? ? 精餾段 液相平均密度為 38 1 3 . 7 5 7 9 7 . 6 4 8 0 5 . 7 0 /2Lm k g m? ??? 提餾段 液相平均密度為 37 9 7 . 6 4 7 8 0 . 9 6 7 8 9 . 3 0 /2Lm k g m? ?? ?? 液相平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力計(jì)算式 L m A A B Bxx? ? ??? 參照《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)有機(jī)卷》第一版化學(xué)工業(yè)出版社 305頁(yè)芳烴表面張力 表 6苯 甲苯的表面張力 溫度 t（℃） 80 90 100 110 120 苯的張力（ mN/m） 甲苯的張力（ mN/m） Bσ /(mN/m) 塔頂 Dt =℃ /A m N m? ? /B m N m? ? ( 1 ) 0 .9 7 2 1 .1 6 ( 1 0 . 9 7 ) 2 1 . 5 9 = 2 1 .1 7 m N /mDmL A D B Dxx? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)料板 7t =℃ 19. 60 /A m N m? ? /B m N m? ? 77 ( 1 ) 0 .4 4 1 9 .6 0 ( 1 0 .4 4 ) 2 0 .1 7 2 = 1 9 .9 2 m N /mqmL A Bxx? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 塔底 Wt =℃ 17. 76 /A m N m? ? 18. 50 /B m N m? ? 0. 02 4 17 .7 6 ( 1 0. 02 4) 18 .5 0 = 18 .4 8m N /mWmL A w B wxx? ? ?? ? ? ? ? ? ? 精餾段 液相平均表面張力 2 1 . 1 7 1 9 . 9 2 2 0 . 5 4 5 /2mL m N m? ??? 提餾段 液相平均表面張力 1 9 .9 2 1 8 .4 8 1 9 .2 0 /2mL m N m??? ?? 塔的氣液負(fù)荷計(jì)算 精餾段 : ( 1 ) ( 1 = /V R D m ol h? ? ? ? ?） 31 0 5 .1 8 8 0 .7 1 0 .8 1 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 .9 2VmsVmVMV m s?? ?? ? ?? 8 35 .29 5 69 .88 /L RD k mol h? ? ? ? 336 9 .8 8 8 2 .5 2 1 .9 9 1 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 5 .7 0LmsLmLML m s? ?? ?? ? ? ?? 提餾段 ： ( 1 ) ( 1 ) /V V q F k m ol h? ? ? ? ? ? ? ? ? 39。n1 1 1nYX? ?? 精餾段 方程 1 ? ?? 作梯板 圖 3 苯 甲苯梯級(jí)圖 作圖得 理論塔板數(shù) TN =151=14，其中 =6 =9TTN 提精 ， N 加料板 為第 7 塊 實(shí)際塔板數(shù) PN ○ 1 全塔效率 TE 經(jīng)查表 Dt =℃時(shí) 0AP = 0BP = Wt =℃時(shí) 0AP = 0BP = bt = ℃時(shí) 0AP = 0BP = 則： D? =W? =F? = 故 ? = 33 2 . 5 9 2 . 3 4 2 . 4 6 2 . 4