【正文】 Hf=Σhfixfi 。 HLD=ΣHLixDi 計(jì)算結(jié)果列表： 表35 組分xDiHLi(kcal/kmol)HLD(kcal/kmol)b(t頂0)HLi ．xDiBTBEBStyΣ(b)求HLD HLi =b(t頂0) （《化學(xué)工程手冊》P6117 表92） A=Q放/K△tm=（400）= m2 4）選型 根據(jù)工藝要求選擇浮頭式冷凝器 ①冷凝器熱量衡算 Q冷=（R+1）V（HVDHLD） 由《化工設(shè)計(jì)手冊》P1630及P16206查得：以0℃為計(jì)算基準(zhǔn)查得0～100℃下的各組分的平均熱容Cpi 及0℃的汽化熱列表如下： 表33 組分0～100℃的平均熱容Cpi0℃的汽化熱169。冷凝液量B=V．e==未凝氣量=VB== kmol/h ∴Q放=VCp△T+B△H △H=Σ△Hixi 計(jì)算結(jié)果列表 表32 組成zixiCpi（kcal/kmol．K）Cpizi△Hi （kcal/kmol．K）△HixiBTBEBStyΣ ④ Ki=Pio/P 化學(xué)工程手冊上卷P1109表53 y=Kixi ∴P=1858=177 mmHg T=48℃=48+273=321K （4）塔頂回流罐： 塔頂出料流量=塔頂回流罐容積=選容積為45M3左右，P=185mmHg= mmHg的臥式罐作為回流罐 乙苯—苯乙烯塔操作條件： 進(jìn)料溫度℃： 塔頂溫度℃： 塔底溫度℃： 塔高m： 塔頂壓力mmHg：185 塔底壓力mmHg： 塔板數(shù)：104 進(jìn)料位置：第51塊 最小回流比： 回流比： A、進(jìn)料泵P1： 流量m3/h： 總阻力降ΔP m： 泵型號：150Y75B B、塔頂回流及塔頂采出泵P2： 流量m3/h： 總阻力降ΔP m： 泵型號：100Y120B C、塔底回流及塔底采出泵P3： 流量m3/h： 總阻力降ΔP m： 泵型號：150Y75B D、塔頂回流罐： 容積M3：45 壓力mmHg： （5）塔頂冷凝器負(fù)荷計(jì)算 乙苯塔附屬設(shè)備的計(jì)算 Ａ、塔頂冷凝器 P頂=185 mmHg △P=8mmHg 當(dāng)量長度=30m 管線阻力降=λL/d u2/2= 靜壓=10mH2O(含裙座高度) 再沸器阻力降=40m 總阻力降ΔP= 根據(jù)Q= m3/h，ΔP=，選P3泵為150Y75B(流量95m3/h，揚(yáng)程52m)。 （2）塔頂回流及塔頂采出泵P2： Q=，R=，L= m3/h，D=； 泵進(jìn)料管線DN100，流速U=回流管線為DN65，當(dāng)量長度=100m， 管線阻力降=λ (L/d) u2/2=18. 7m 靜壓=70mH2O 總阻力降ΔP= 根據(jù)Q= m3/h，ΔP=，選P2泵為100Y120B(流量53m3/h，揚(yáng)程99m)。 五、乙苯—苯乙烯塔附屬設(shè)備計(jì)算 （1）進(jìn)料泵P—1： Q=泵進(jìn)料管線DN125，流速U=當(dāng)量長度=55m Re=d uρ/μ=11000/=31545 為湍流 管線為無縫鋼管ε= 相對粗糙度ε/d=查表：λ= 管線阻力降=λ (L/d )u2/2=5512/塔壓185mmHg= 總阻力降ΔP=管線阻力降+靜壓(含裙座高度)+塔壓 (10) 降液點(diǎn)氣速的計(jì)算： a) 板上清液層高度(用式1041， P186) hc=+－+(Ls/lw) (式中F動(dòng)能因子)F== =、b—(lw+D) hc=+－+10－4/007875= b) 漏液點(diǎn)氣速的計(jì)算： 由hc查P186圖1049得：干板壓降hd為：= m液柱 用式1221(P207)計(jì)算漏液點(diǎn)氣速得： 式中：C0——孔流系數(shù)，已求得實(shí)際孔速為：U0=篩板塔的穩(wěn)定系數(shù)K為：K=U0/U0w=(～)(依據(jù)P185，式1040)，所以不會(huì)發(fā)生漏液。 上述計(jì)算中，取h0=、A0=lwh0== hr=hr1+hr2=+= Hd=++10－8++= 為防止液泛，降液管的總高度應(yīng)大于管內(nèi)泡沫層的高度，即：(HT+hw)≥ （式1033） φ為相對泡沫密度，一般情況下可?。害? (下冊P183) ∴Hd/φ－h(huán)w=－=＜HT= (8) 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間（τ）； 已求得降液管截面積Af= ∴τ=AfHT/Vl=(10－2)=(秒)＞ (3～5秒)停留時(shí)間足夠 (9) 降液管不發(fā)生液泛的校核； Hd=hw+how+△+hr+hp 式中：Hd——降液管內(nèi)液層高度；hw——堰高；how——堰上液層高度；hr——液體通過降液管的壓降；hp——液體通過一塊板的壓降。 ==10－8m (式中b充氣系數(shù)可按鼓泡截面上的氣體動(dòng)能因子F查圖1046得到) F=== 查圖1046得：b= \hl=(+=； c) 氣體通過一塊塔板的總壓降(hp)； hp=hd+hl=+=。4)=3808個(gè) 氣流通過篩孔的氣速Uo為：Uo=Vg/Ao=； (6) 氣液通過塔板的壓降； 氣液通過塔板的壓降由氣流通過干板的壓降和液層的壓降所組成。 = 開孔區(qū)面積/塔板面積為：Aa/AT=； 篩孔總面積：Ao=Aaj==； 篩孔數(shù)：N=Ao/ao=247。 圖3 取塔板上安定區(qū)寬度Ｗs=，邊緣區(qū)寬度Ｗc=， 按堰長和塔徑比值lw/D=，查下冊P176圖1040得： Wd=== 鼓泡區(qū)寬度的(1/2)值 x值為： x=D/2－(Wd+Ws)=－(+)= 鼓泡區(qū)半徑r的計(jì)算：r=D/2－Wc=－= 塔板上開孔區(qū)有效面積（總）Aa為： = 查得：液沫夾帶分率Ψ=， 即：夾帶百分率為：eV=() L/V100%=%＜10% 所以在此情況下，不會(huì)發(fā)生過量液沫夾帶，對板效率影響甚微，滿足工藝要求。 （適用于平直堰，最小不能低于6mm） 取堰高h(yuǎn)w=，則堰高和堰液頭之和為：hw+how=+= (4) 液沫夾帶量的計(jì)算： 由液氣流動(dòng)參數(shù)和泛點(diǎn)百分率查圖1047（下冊P183）。 圖2 ==（2）液體流量： ∵ml=∴Vl=ml/ρl=(103)=10－2m3/s 液氣流動(dòng)參數(shù)： 選塔板間距：HT=，查圖1042（下冊P179）得：C20=氣相負(fù)荷因子為： 泛點(diǎn)氣速Uf為： 取實(shí)際氣速為泛點(diǎn)氣速Uf的75%，則：Uˊ=75%Uf==氣體的流通截面(即塔的橫截面積扣除降液管所占面積)Aˊ為: Aˊ=Vg/Uˊ=假定板上液流方式取單流型(也稱徑流型)，并取堰長(lw)，查圖1040（下冊P176）得降液管的截面積Af對塔的橫截面積AT的比值為：Af/AT= 故氣體流通截面積Aˊ對于塔的橫截面之比為：Aˊ/AT=（1－）/1= ∴AT=Aˊ/=塔徑Dˊ為: = 根據(jù)塔設(shè)備系列規(guī)格化， ； 則：塔的橫截面積AT為： AT=π247。 =μl==10－、μg==10－ σl=10－3N/m （1）氣體流量： Vg=nRT/P=(+)/(185/76010510－3) R=； ∴L=RD==，V=L+D=(+1)D=； 為便于計(jì)算，塔頂以乙苯為主計(jì)算且以：P=185mmHg、t=85℃時(shí)的乙苯的物性參數(shù)為依據(jù)： ρl=103kg/m3 XlW= n/m=[()()()2]= m+n=104 解之得：m==51(提餾段板數(shù))、n=10451=53 (精餾段板數(shù))，加料板從頂部數(shù)起的第51塊板 D、塔徑及內(nèi)件的計(jì)算： ∵V=L+D， D=、w=XhF= XlF= 實(shí)際塔板數(shù)： N1=C、加料板位置的確定 在泡點(diǎn)進(jìn)料的情況下，可以應(yīng)用下面的半經(jīng)驗(yàn)公式來確定精餾段和提餾段的板數(shù)。 RM= 按R= 表30 組成塔進(jìn)料氣相組成yDi mol%飽和蒸汽壓（mmHg）Ki=Pi/PDaij苯甲苯乙苯苯乙烯1焦油1合計(jì) 塔進(jìn)料 a2=G11（程序附2） III）進(jìn)料溫度的確定 設(shè)進(jìn)料為飽和液體，具體步驟同前，P=(PD+PW)=(+)= mmHg 具體計(jì)算結(jié)果如下表30： ℃。 II）塔釜溫度的確定 已知乙苯—， 設(shè)：tW=40℃ 將T=40+，具體結(jié)果列表如下： 表29 組成塔釜?dú)庀嘟M成yDi mol%飽和蒸汽壓（mmHg）Ki=Pi/PDaij乙苯苯乙烯1阻聚劑1合計(jì) C=－ 設(shè)：tD=40℃ 將T=40+，具體結(jié)果列表如下： 表28 組成塔頂氣相組成yDi mol%飽和蒸汽壓（mmHg）Ki=Pi/PDaij苯甲苯乙苯苯乙烯1合計(jì) C=－ 焦油：A= C=－ 苯乙烯：A= C=－ 乙苯：A= C=－ 甲苯：A= mmHg 苯：A=xi是否等于1，若是，則假設(shè)成立，否則重新假設(shè)溫度，重復(fù)上述計(jì)算。由xi=yDi/ Ki計(jì)算出xi222。查或計(jì)算苯、甲苯、乙苯、苯乙烯之蒸汽壓222。經(jīng)試差計(jì)算求得反應(yīng)器出口溫度t2=600℃。6乙苯7氫氣合計(jì)4苯2乙烯 kJ/mol 對于(c)反應(yīng)：ΔHRθ3== (c) 由各物質(zhì)ΔHf列表可得： 對于(a)反應(yīng)：ΔHRθ1==(b) 　　　　　C6H5C2H5 + H2 C6H5C2H5 C6H5CHCH2 + H2 4）各物質(zhì) hfi（ kJ/mol） 表25 名稱甲烷乙烯苯乙烯苯甲苯乙苯氫氣HF00反應(yīng)器： （A）帶入反應(yīng)器熱(以25℃為基準(zhǔn)) 1）蒸汽帶入：Q1=m（h1h0） 2）反應(yīng)物帶入：Q2=ΔH1+ΔHV’ 由設(shè)計(jì)要求知：T1=630℃，故取T=（T1+T0）/2+=60065K，根據(jù)物質(zhì)Cp表可計(jì)算： 乙苯：Cp 熱量衡算 （1）各物質(zhì)油水分離器底的廢水組成G6 表10 序號物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1苯2甲苯3乙苯4苯乙烯5水143025740合計(jì)有機(jī)混合物組成G7 表11 序號物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1乙苯2苯乙烯44001643甲苯4苯合計(jì)100100加入阻聚劑G8 表12 序號物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1阻聚劑100100加入阻聚劑后的乙苯－苯乙烯塔進(jìn)料組成G9 表13 序號物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1乙苯2苯乙烯3甲苯4苯6阻聚劑合計(jì)100100乙苯－苯乙烯塔頂物料組成G10 表14 序號物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1甲苯2乙苯序號物料名稱kmol/hkg/hW%mol%3苯4苯乙烯合計(jì)100100乙苯－苯乙烯塔底物料組成G11 表15 序號物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1乙苯2苯乙烯3阻聚劑合計(jì)100100甲苯/乙苯塔塔頂物料組成G12 表16 序號物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1甲苯2乙苯3苯