【正文】 出口堰高 wh 29 w L owh h h?? 對平直堰 ? ?2 / 3o w h wh 0 .0 0 2 8 4 E L / l? 由 ?Dlw 及 2 .5 2 .5hwL / l 4 0 .3 2 / 1 .9 2 7 .8 9??，查化工原理課程。 3 .1 4 3 .4?? ? ???m/s （ 3）精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 TZ ( N 1 ( 6 1 ) 0 . 4 5 2 .2 5 m? ? ? ? ?精 精 ） H 提餾段有效高度為 TZ ( N 1 (1 0 1 ) 0 . 4 5 4 .0 5 m? ? ? ? ?提 提 ） H 在進(jìn)料板上方開一人孔，其 高度為 600mm 故精餾塔的高度為 Z Z Z 2 .2 5 + 4 .0 5 0 . 6 6 . 9 m? ? ? ? ?提精 塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 (1) 溢流裝置： 采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、凹形受液盤，且不設(shè)進(jìn)口內(nèi)堰。 4 8 .8 7u 39。 u 39。 0 . 0 8 1 1 . 3 3 4 m / s39。 9 2 2 . 4 3 . 3 9u 39。 C 0 . 0 8 0 . 0 8 12 0 2 0??? ??? ? ? ????? ???? LVm a x V39。 8 . 8 7 3 . 3 9??? ?? ?????? ???????? 查圖得 20C ? 28 0 . 2 0 . 2L20 39。 0 .0 3 6 5 3 6 0 0 1 3 1 .4 m h? ? ? 取板間距 TH ? ，板上液層高度 Lh ? ，則 TLH h m? ? ? ? 按 Smith 法求取允許的空塔氣速 max39。 0 . 0 3 6 5 m / s3 6 0 0 39。 M 39。 3 6 0 0 3 . 3 9?? ? ??? L 39。 1 1 2 5 . 4 9 9 6 . 1 4 5V 39。 8 6 0 . 4 4 9 8 4 . 3 6 / 2 9 2 2 . 4 k g / m? ? ? ? （ 5）液體平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算， 即 nLm ii ii1x?? ? ?? (54) 塔頂液相平均表面 張力的計(jì)算 由 82?Dt ℃查 [7]得 A N / m?? B N / m?? L D m 0. 98 6 21 .0 28 0. 01 4 25 .7 38 21 .0 94 m N / m? ? ? ? ? ? 進(jìn)料液相平均表面張力的計(jì)算 由 89?Ft ℃查 [7]得 A N / m?? B N / m?? L F m 0 .7 7 9 2 2 0 .1 8 1 ( 1 0 .7 7 9 2 ) 2 5 .3 8 4 2 1 .3 3 m N / m? ? ? ? ? ? ? 塔釜液相平均表面張力的計(jì)算 由 Wt 131? ℃查 [7]得 A N / m?? B N / m?? L W m 0 .0 0 2 1 1 5 .2 1 4 ( 1 0 .0 0 2 1 ) 2 0 .3 8 3 2 0 .3 7 2 m N / m? ? ? ? ? ? ? 精餾段液相平均表面張力為：m ( ) 2 1 . 0 9 4 2 1 . 3 3 2 1 . 2 1 2 m N / m2?? ? ?精 提餾段液相平均表面張力為：m ( ) 2 1 . 3 3 2 0 . 3 7 2 2 1 . 8 5 1 m N / m2?? ? ?提 （ 6）液體平均黏度計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算，即 Lm i ilg x lg? ?? ? (55) 26 塔頂液相平均粘度的計(jì)算 由 Dt 82? ℃查 [2]得 A s? ? ? B s? ? ? ? ? ? ?L D m L D ml g 0 . 9 8 6 l g 0 . 2 9 8 2 0 . 0 1 4 l g 0 . 4 1 4 4 0 . 3 0 0 m P a s? ? ? ?? ? ? 進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算 由 Ft 89? ℃查得 A s? ? ? B s? ? ? ? ? ? ?L F m L F ml g 0 . 7 7 9 2 l g 0 . 2 8 1 4 ( 1 0 . 7 7 9 2 ) l g 0 . 3 6 3 4 0 . 2 9 8 m P as? ? ? ? ? ? ? ? 塔釜液相平均粘度的計(jì)算 由 131?Wt ℃查得 A s? ? ? B s? ? ? ? ? ? ?L W m L W ml g 0 . 0 0 2 1 l g 0 . 1 9 6 6 ( 1 0 . 0 0 2 1 ) 1 g 0 . 2 9 1 1 0 . 2 9 1 m P as? ? ? ? ? ? ? ? 塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 （ 1）精餾段的塔徑 精餾段的汽液負(fù)荷計(jì)算： 汽相摩爾流率 ? ?V R 1 D ( 1 0 . 5 6 5 ) 7 1 9 . 1 6 2 1 1 2 5 . 4 9 k m o l / h? ? ? ? ? ? 汽相體積流量 V , m 3s V , mVM 1 1 2 5 . 4 9 7 9 . 3 3V 8 . 6 7 m / s3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 8 6?? ? ??? 汽相體 積流量 33hV 8 .6 7 m /s 3 1 2 1 2 m /h?? 液相回流摩爾流率 L R D 0 . 5 6 5 7 1 9 . 1 6 2 4 0 6 . 3 3 k m o l / h? ? ? ? 液相體積流量 L , m 3s L , mLM 4 0 6 . 3 3 8 2 . 9 8 5L 0 . 0 1 1 2m / s3 6 0 0 3 6 0 0 8 3 9 . 3 0 5?? ? ??? 液相體積流量 33hL 0 .0 1 1 2 m /s 4 0 .3 2 m /h?? 初選塔板間距 TH 450mm? 及板上液層高度 Lh 60mm? ，則： TLH h m? ? ? ? 按 Smith 法求取允許的空塔氣速 maxu （即泛點(diǎn)氣速 Fu ） 27 0. 5 0. 5s LsVL 12 839 .305 ? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 20C ? 負(fù)荷因子 0 . 2 0 . 220 2 1 . 2 1 2C C 0 . 0 8 0 . 0 8 12 0 2 0?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 泛點(diǎn)氣速： ? ? ? ?m a x L V Vu C / 0 . 0 8 1 8 3 9 . 3 0 5 2 . 8 6 / 2 . 8 6 1 . 3 9 1? ? ? ? ? ? ? ? ?m/s 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 m a xu 0. 8u 0. 8 1. 39 1 1. 11 28 m / s? ? ? ? sD 4 V / u 4 8 . 6 7 / ( 3 . 1 4 1 . 1 1 2 8 ) 3 . 1 5 m? ? ? ? ? ? 圓整取 D=3200m，此時(shí)的操作氣速 S224V 4 8 .6 7u 1 .0 8D 3 .1 4 3 .2?? ? ???m/s （ 2）提餾段的塔徑 提餾段的氣、液相體積流率為 3vmSvmV 39。 3 . 3 9 k g / mR T 39。 M 39。 22 ? ? ? ?m A F B Fx 1 x 0 . 2 4 0 . 7 7 9 2 0 . 3 4 1 0 . 7 7 9 2 0 . 2 6 2 1 m P a? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? TmE 0 .1 7 0 .6 1 6 l o g 0 .1 7 0 .6 1 6 l o g 0 .2 6 2 1 0 .5 2 8? ? ? ? ? ? 實(shí)際塔板數(shù) pN （近似取兩段效率相同） 精餾段： p1N 3 / 0 .5 2 8 5 .6 8??塊，取 p1N6? 塊 提餾段： p2N 5 / 0 .5 2 8 9 .4 7??塊，取 2 10pN ? 塊 總塔板數(shù) p p1 p 2N N N? ? ?16 塊。 s的烴類物系，式中的 m? 為全塔平均溫度下以進(jìn)料組成表示的平均粘度。 （ 3）實(shí)際塔板數(shù) pN 全塔效率 TE 選用 TmE 0 .1 7 0 .6 1 6 lo g? ? ?公式計(jì)算。 由圖解得 TN 9 1 8? ? ? 塊（不含釜 ）。最終，完成苯與氯苯的分離 [3]。液相混合物就從塔底一部分進(jìn)入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進(jìn)入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點(diǎn)溫度重新回到精餾塔。因?yàn)楸患訜岬脚蔹c(diǎn)，混合物中既有氣相混合物，又有液相混合物，這時(shí)候原料混合物就分開了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。 （ 5） 由于蒸汽質(zhì)量不 易保證，采用間接蒸汽加熱。 （ 3） 塔板形式：根據(jù)生產(chǎn)要求，選擇結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，造價(jià)低廉的篩板塔，篩板塔處理能力大，塔板效率高，壓降教低，在苯和氯苯這種黏度不大的分離工藝中有很好表現(xiàn)。由于在 濃度范圍內(nèi)苯與氯苯的揮發(fā)度相差較大，因而無須采用特殊精餾。原料液連續(xù)加入精餾塔中，并連續(xù)收集產(chǎn)物和排出 殘液。； 組成 氯苯≦ 95%；二氯苯≧ 5%； 塔頂：溫度 70～ 120℃；組成 苯≦ 95%； 氯苯≧ 5%； 根據(jù) HGZ— 810— 75 規(guī)定，一級品苯含量 W%≤ %； 設(shè)定：塔頂含氯苯（ W%） x10， 2=4%； 圖 初餾過程示意圖 含水 X10,4=% 塔釜 含純氯苯與進(jìn)料純氯苯之比約為： 11,2 9,2F F ? 按清晰分割理論：水形成恒沸物從塔頂蒸出， 二氯苯從塔釜餾出。 根據(jù)資料介紹。 計(jì)算框圖 計(jì)算框圖見圖 圖 計(jì)算框圖 系統(tǒng)衡算組分編碼如下表 所示： 表 系統(tǒng)衡算組分編碼 組分名稱 苯 氯苯 二氯苯 水 HCl Cl2 編碼 1 2 3 4 5 6 始算基準(zhǔn)的確定 以 15萬噸 /年計(jì)算，取年工作日 300 天，則小時(shí)產(chǎn)量； 13 1000 2 0 8 3 3 /3 0 0 2 4F k g h? ? ? ? ? ? ???? 根據(jù)資料介紹，氯苯產(chǎn)品控質(zhì)量指標(biāo) [6]如下表 所示 ： 14 表 氯苯產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 編 碼 組 分 名 稱 一 級 品 w% 二 級 品 W% 1 2 3 苯 氯 苯 二 氯 苯 ≤ ≥ 游 動(dòng) ≤ ≥ ≤ 0 0 3 9 5 x0 . 0 0 1 5x ,213,1 ??? ；；取 則產(chǎn)品組分流量如下表 所示 : 表 產(chǎn)品組分流量 編 碼 組 分 名 稱 F13， j（ kg/h） X13， j 1 2 3 Σ 苯 氯 苯 二 氯 苯 20833 精餾過程物料衡算 精餾系統(tǒng)為減壓操作，塔頂真空度一般為 350～ 450mmHg，塔頂溫度約為90～ 110℃ 。 13 第四章 整個(gè)過程物料衡算 氯苯生產(chǎn)的大致流程是經(jīng)過氯化反應(yīng)、水洗、堿洗、干燥