【正文】 DPP ???????????? 塔釜溜出液的比熱容： )/()1( 212 CkgkJCXXCC PWWPP ???????????? 以進料焓，即 CtF ?? 時的焓值為基準： ???????????????????????????WFDFtt PPWtt PPDskJtWCdtCWQskJtDCdtCDQsk m o lWsk m o lD/)(/)(/,/3223113 溫度 苯 甲苯 0 20 40 60 80 100 120 吉林化工學院化工原理課程設計 21 對全塔進行熱量衡算：skJQSFCWDSF/0??????????所以， 塔釜熱損失為 10%，則 %90?? 故 skJ SS /???? ? 式中 SQ —— 加熱器理想熱負荷 ?SQ —— 加熱器實際熱負荷 DQ —— 塔頂溜出液帶出熱量 WQ —— 塔底溜出液帶出熱量 加熱蒸汽消耗量： 查得 k P aCkgkJH V 300,(/ ??? 水蒸氣 故 skgHQW V Sh /????水蒸氣 表 熱量衡算結果表 符號 skJQC // skgWC // skJQF // skJQD // skJQW // skJQS //? skgWh // 數值 0 塔附屬設備的計算 筒體與封頭 筒體 2 5 02 ???? ???? 壁厚選 4mm，所選材質為 3A 。 (3) 按照固定的 液 氣 比由 塔 板負 荷 性 能圖 查 出踏 板 的氣 相 負 荷上 限（ max)SV =（ ） 3m /s，氣相負荷下限 min)( SV =（ ） 3m /s ，所 以 精 餾 段 操 作 彈 性 為 )( m a x ??SSVV， 提 餾 段 操 作 彈 性 為 )( m a x ????SSVV 熱量衡算 熱量衡算示意圖 熱量衡算 加熱介質的選擇 選擇飽和水蒸氣，溫度 ? ，工程大氣壓為 300KPa 原因：水蒸氣清潔易得，不易結垢，不腐蝕管道，飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高，冷凝溫差越大，管程數相應越小，但水蒸氣不宜太高。/(m3/s)1物沫夾帶線2液泛線3液相負荷下限線4液相負荷上限線5漏液線6操作線 圖 35 提留段塔板負荷性能圖 吉林化工學院化工原理課程設計 18 由塔板負荷性能圖可看出 (1) 在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點 P（設計點）處在適宜操作區(qū)的適中位置。 SSS LLV ??? 在操作范圍內，任取若干個 SL 值，算出相應的 SV 值 表 33液泛線 精餾段 提餾段 )/3 smLS（ )/( 3 smVS )/3 smLS（ ? )/( 3 smVS? 0 0 液相負荷上限 液體的最大流量應保證激昂也管中停留時間不低于 35s 液體降液管內停留時間 3??STfLHA? 5s 以 ? =5s 為液體在降液管中停留時間的下限 ,則 5)( m a x TfS HAL ? = sm / 6 2 33???? 漏液線 對于 1F 型重閥 ,依 0F =5 作為規(guī)定氣體最小符合的標準，則0204 NudVS ?? 精餾段 smNdVS /4 2 51 2 00 3 8 )( 32020m i n ?????? ?? 提餾段 smNdVS /3 7 51 2 00 3 8 )( 32020m i n ?????????? ?? 也想負荷下限線 取 堰 上 液 層 高 度 OWh = ， 作 為 液 相 負 荷 下 限 條 件 ， 依吉林化工學院化工原理課程設計 17 2 / 3m in3 6 0 0 ( )2 .8 4 ()1000 SWLE l=，計算出 SL 的下限值以此作出液相負荷下限線，該線為與氣體流量無關的豎直線： 取 E=,則 smlL WS / 6 0 ) 1 0 0 00 0 (3 6 0 0) 1 0 0 00 0 ()( 342/32/3m i n ????????? 由以上 15作出塔板負荷性能圖 精餾段塔板負荷性能圖162345y = 00 Ls/ （m3/ s）Vs/（m3/s）1物沫夾帶線2液泛線3液相負荷下限線4液相負荷上限線5漏液線6操作線 圖 34精餾段塔板負荷性能圖 提留段塔板負荷性能圖123456y = 00 Ls39。 SSS LLV ??? 提餾段 ]) 6 0 0(1 0 0 5 2 )[()0 1 (1 5 2 00 3 8 8 82 5 3/22222422SSSLLV???????????????? 整理得 3/222 39。按泛點率 80%計算： 精餾段 ?? ????? SS LV 整理得： SS LV ?? 由上式可知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內取兩個 SS VL 值，可算出 ： 表 31物沫夾帶曲線表 1 )/3 smLS（ 0 )/( 3 smVS 提餾段 ????????? SS LV 整理得： ???? SS LV 在操作范圍內取兩個 ?? SS VL 值，可算出 : 表 32物沫夾帶曲線表 2 )/3 smLS（? 0 )/( 3 smVS? 液泛線 dLCdlPWT hhhhhhhhhH ????????? ?? 1)( 由此確定液泛線，忽略式中 ?h NdVuLEhhlLguhHSSWWSLVWT2003/2020204])3 6 0 0(1 0 0 0)[1()(1 5 2)(?????????????? 吉林化工學院化工原理課程設計 16 精餾段 ])(1000 )[() 39。對于大塔徑泛點需控制在 80%以下，從以上計算的結果可知，其泛點率低于 80%，所以物沫夾帶滿足要求。為了避免物沫夾帶過量，應使每千克上升氣體中帶到上層塔板的液體量控制在一定范圍內 ，才能保證一定的生產能力和塔板效率。 （ 4）降液管底隙高度 0h 取降液管底隙的流速 smuu / ??? ，則 精餾段：30300 3 4 2 0 3 ????????????hhmul LhWWh 吉林化工學院化工原理課程設計 12 提餾段： mulLhWh 300 ?????? ??? ? 故降液管底隙高度設計合理，選用凹形受液盤，深度 mmhW 50?? 塔板布置 本設計塔徑 mDD 1??? 取閥孔動能因子 12???FF ,則 精餾段孔速 smFuV/ ??? ? 取 型浮閥采用 Fmmdd ,3900 ??? 每層塔板上浮閥數目為： )(4 4 2020????? udVN S? 取邊緣區(qū)寬度 mWC ? ,破沫區(qū)寬度 mWS ? 計算塔板上的鼓泡區(qū)面積，即： 2222222ar c s i n180(2)(21)(2212)ar c s i n180(2mAWWDxmWDRrrxrxrxAaSdCa?????????????????????則其中? 同理提餾段孔速 smFuV/ ?????? ? 每層塔板上的浮閥數目為： 個1 0 5)0 3 (7 7 4 200?????????udVN S? 取邊緣區(qū)寬度為 mWC ?? ，破沫區(qū)寬度 mWS ?? 因 xxrrDD ?????? ,則 故塔板上的鼓泡區(qū)面積 mAA aa ??? 取孔心距 t=75mm，采用正三角形叉排繪制排列圖的浮閥數 120???NN 功能因數 ,則： 精餾段 :/120)(40102001?????????VSuFsmNdVu?? 塔板開孔率為： %%100 ???uu 吉林化工學院化工原理課程設計 13 提餾段 : 7 /5 7 1 2 0)0 3 (7 9 40202002??????????????VSuFsmNdVu?? 塔 板開孔率為： %%100 ???uu 塔板流體力學校核 干板阻力 氣體通過塔板的壓強降相當的液柱高度，依據 ?hhhh LCP ??? 計算塔板壓降 精餾段： smuVOC/ ??? ? 因 01uuOC? ，故： mguhLVC 04 3220 ??????? ?? 提餾段： smuVOC / ????? ? 因 ??? 0uuOC ，故： mguhLVC 20 ???????????? 塔板清液層阻力，克服表面張力 fh 由于所分離的苯和甲苯混合液為碳氫化合物，可取充氣系數 ????? ，已知板上液層高度 mhh LL ??? ，所以 mhhhh LLll ???????? 則，精餾段 mhhh lCf 0 7 9 4 9 ????? 換算成單板壓強降 K PaK PaghP Lfp 2 0 50 7 9 ??????? ? 提餾段 mhhh lCf 0 7 9 4 9 ???????? 換算成單板壓降 K P aK P aghP ffp 1 8 80 7 9 ????????? ? 淹塔（液泛） 為了防止發(fā)生淹塔現象，要求控制降液管中清液高度 )( WTd hHH ??? ，dLPd hhhH ??? 單層氣體通過塔板壓降所相當的液柱高度： 精餾段： mhh fP ?? 提餾段： mhh fP 0 7 9 ???? 液體通過降液管的壓頭損失： 精餾段： mhl Lh W Sd 42320 )()( ?? ??? ??? 吉林化工學院化工原理課程設計 14 提餾段： mhlLhWSd 42320)0 (1 )(1 ?? ??? ???? ??? 板上液層高度：精餾段 mhL ? ，則 mH d 1 4 2 7 9 4 ????? ? 提餾段 mhL ?? ，則： mH d 3 ?????? ? 取 ,????? 已選定 mhhmHH WWTT 04 , ?????? 則，精餾段 mhH WT 2 2 )0 5 8 ()( ?????? )( WTd hHH ?? ? ,所以符合防止淹塔的要求 提餾段 mhH WT )()( ????????? )( ?????? WTd hHH ? ,所以符合防止淹塔的要求。 全塔效率、實際板數及實際加料位置 板效率用奧康奈爾公式 2 4 )( ??? LTE ? 計算 塔頂與塔釜平均溫度為 Cttt WDm ?????? 0 )( t= C? 時 ， 由 《 化 學 化 工 物 性 數 據 手 冊 》 查 得吉林化工學院化工原理課程設計 6 sm P asm P a BA ???? , ?? 則sm P a XXLD DDLD ?? ???????? )()1(? ?sm P a gXXLW WWLW ?? ???????? )(