【正文】 )()( ?????? ?? （ 3）液體表面張力的阻力 h? 計(jì)算 液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 h? 由下式計(jì)算 液柱mg dhLL 0 0 2 0 5 0 30??? ???? ?? ?? 氣體通過每層塔板的液柱高度為 液柱 m0 8 0 2 3 4 4 6 ??????? ?hhhh lcp 氣體通過每層塔板的壓降為 0 . 7 k P ak P ???????? pLp ghp ? （滿足工藝要求） 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本案例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 16 （ 2）開孔區(qū)面積 aA 212221222 i 180s i n1802??????? ?????????? ???????RxRxRxAa 式中： ? ? ? ? m5 2 0 7 ??????? sd WWDx m7 4 6 ????? cWDR n 和開孔率 φ 取篩孔的孔徑 mm5?od ，正三角形排列，篩板采用碳鋼，其厚度 mm3?δ ，且取 ?odt 。 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間 ????? sTf LHA? （滿足要求） （ 4）降液管的底 隙高度 oh 液體通過降液管底隙的流速一般為 ~，取液體通過降液管底隙的流速m/??ou ，則有： m0 2 9 0 0 2 2 ????? ow so ul Lh （ oh 不宜小于 ~，本結(jié)果滿足要求） （ 1）邊緣區(qū)寬度 cW 與安定區(qū)寬度 sW 邊緣區(qū)寬度 cW ：一般為 50~75mm， D 2m時(shí)， cW 可達(dá) 100mm。 （ 1）溢流堰長（出口堰長） wl 15 取 ???? Dlw 堰上溢流強(qiáng)度 ? ? ? ?hm/m130~100hm/?????wh lL ，滿足篩板塔的堰上溢流強(qiáng)度要求。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示： 112 ???????? ??? tt ttrrcc （氯苯的臨界溫度： C?? ） （六）液體的平均粘度 mLμ, 塔頂：查化工原理附錄 11，在 80℃下有： ? ? ? ? sm P a ???????? , DBBDAAmLD xμxμμ 加料板： sm P a3 1 9 0 , ??????mLF? 精餾段： ? ? sm P a3 1 7 , ????mL? 五．精餾段的汽液負(fù)荷計(jì)算 汽相摩爾流率 ? ? k m o l / 3 5 15 4 ????? DRV 汽相體積流量 / 3, ????? mVmVs VMV ? 汽相體積流量 /h6 4 9 4 . 4 m/ 33 ??hV 液相回流摩爾流率 k m o l/ 5 15 4 ???? RDL 液相體積流量 /sm00 3, ????? mLmLs LML ? 液相體積流量 /h8 . 2 4 m/sm0 0 2 2 33 ??hL 冷凝器的熱負(fù)荷 ? ?? ? kW1 5 9 33 6 0 0/3 1 3 5 ???? VrQ 14 六．塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 （一）塔徑 mm450?TH 及板上液層高度 mm60?Lh ，則： ???? LT hH Smith 法求取允許的空塔氣速 maxu （即泛點(diǎn)氣速 Fu ） 0 2 1 5 08 0 0 0 2 2 ??????????????????????????????VLssVL ?? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ?C 負(fù)荷因子 08 20 20 ??????????????? ?CC 泛點(diǎn)氣速： ? ? ? ? ????? VVLCu ??? m/s ，則空塔氣速為 m / s9 6 6 m a x ?? uu m5 4 6 6 ????? uVD s ? 圓整取 mm1600?D ，此時(shí)的操作氣速 m/?u 。 塔頂： ???Dp 加料板： k P ????Fp 平均壓強(qiáng) ? ? k P ???mp （二）平均溫度 mt 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法，計(jì)算出泡 點(diǎn)溫度，其中苯、氯苯的飽和蒸汽壓由安托尼方程計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度 ?tD 80℃ 加料板 ?tF 88℃。 ? ? ? ? 2 6 9 0 0 ????????? FBFAm xx ??? 6 9 o g6 1 o g6 1 ????? mTE ? pN （近似取兩段效率相同） 精餾段： ??pN 塊，取 61?pN 塊 提餾段： ??pN 塊，取 112?pN 塊 總塔板數(shù) 1721 ??? ppp NNN 塊。 s的烴類物系，式中的 mμ 為全塔平均溫度下以進(jìn)料組成表示的平均粘度。 （二）實(shí)際塔板數(shù) pN TE 選用 mTE μl o ?? 公 式 計(jì) 算 。 10 圖 32 苯 氯苯物系精餾分離理論塔板數(shù)的圖解 圖解得 ???TN 塊（不含釜）。 9 圖 31 苯 — 氯苯混合液的 x— y 圖 在 yx~ 圖上，因 1?q ，查得 ?ey ，而 ?? Fe xx ， ?Dx 。 T 法）求取 TN ，步驟如下： 氯苯的相平衡數(shù)據(jù)，利用泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程求取 yx~ 依據(jù) ? ? ? ???? BABt ppppx ??? /， tAxpy /?? ，將所得計(jì)算結(jié)果列表如下： 表 31 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ?ip 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 兩相摩爾分率 x 1 0 y 1 0 本題中，塔內(nèi)壓力接近常壓（實(shí)際上略高于常壓），而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù)，因?yàn)椴僮鲏毫ζx常壓很小，所以其對(duì) yx~ 平衡 關(guān)系的影響完全可以忽略。 二．全塔的物料衡算 （一）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率 苯和 氯苯的相對(duì)摩爾質(zhì)量分別為 kg/kmol 和 。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 2倍。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。 苯 氯苯板式精餾塔的工藝計(jì)算書 一．設(shè)計(jì)方案的確定及工藝流程的說明 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯 氯苯混合物。浮閥 塔更適合 塔徑不很大 ， 易氣泡物系 ，腐蝕性物系 ， 而且適合真空操作 。同時(shí)，為了滿足用戶的科研需要，每一段塔節(jié)內(nèi)的溫度、塔釜液相溫度、塔頂氣相溫度、進(jìn)料溫度、回流溫度、塔頂壓力、塔釜壓力、塔釜液位、進(jìn)料量等參數(shù)均可以數(shù)字顯示。塔壓降由變送器測(cè)量，塔釜上升蒸汽量可通過采用釜液溫度或靈敏板進(jìn)行控制，塔壓可采用穩(wěn)壓閥控制，并可裝載自動(dòng)安全閥。kPa) HB—— 塔 底空間高度， m Hd—— 降液管內(nèi)清液層高度， m HD—— 塔頂空間高度， m HF—— 進(jìn)料板處塔板間距， m HOG—— 氣相總傳質(zhì)單元高度， m HP—— 人孔處塔板間距， m HT—— 塔板間距， m H1—— 封頭高度， H2—— 裙座高度， HETP—— 等板高度， m kG—— 氣膜吸收系數(shù)， kmol/（ m2?h?kPa） kL—— 液膜吸收系數(shù)， m/h K—— 穩(wěn)定系數(shù)，無因次 KG—— 氣膜吸收系數(shù) kmol/（ m2?h?kPa） lW—— 堰長， m Lh—— 液體體積流量， m3/h Ls—— 液體體積流量， m3/h Lw—— 潤濕速率 ， m3/（ m?h） m—— 相平衡常數(shù)，無因次 5 n—— 篩孔數(shù)目 NOG—— 氣相總傳質(zhì)單元數(shù)， NT—— 理論板層數(shù) P—— 操作壓力， Pa △ P—— 壓力降， Pa △ PP—— 氣體通過每層篩板的壓降， Pa r—— 鼓泡區(qū)半徑， m u—— 空塔氣速， m/s uF—— 泛點(diǎn)氣速， m/s u0—— 氣體通過篩孔的速度， m/s u0， min—— 漏液點(diǎn)氣速， m/s u’ 0—— 液體通過降液管底隙的速度， m/s U—— 液體噴淋密度， m3/（ m2?h） UL—— 液體質(zhì)量通量，㎏ /（ m2?h） Umin—— 最小液體噴淋密度， m3/（ m2?h） Uv—— 氣體質(zhì)量通量，㎏ /（ m2?h） Vh—— 氣體體積流量， m3/h Vs—— 氣體體積流量， m3/h wL—— 液體質(zhì)量流量，㎏ /h wV—— 氣體質(zhì)量流量，㎏ /h Wc—— 邊緣無效區(qū)寬度， m Wd—— 弓形降液管寬度， m x—— 液相摩爾分?jǐn)?shù) X—— 液相摩爾比 y—— 氣相摩爾分?jǐn)?shù) Y—— 氣體摩爾比 Z—— 填料層高度 ， m β —— 充氣系數(shù)，無因次； δ —— 篩板厚度， m ε —— 空隙率，無因次 θ —— 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間， s μ —— 粘度， Pa?s ρ —— 密度， kg/m3 σ —— 表面張力， N/m φ —— 開孔率或孔流系數(shù)，無因次 Φ —— 填料因子， l/m ψ —— 液體密度校正系數(shù)，無因次 下標(biāo) max—— 最大的 min—— 最小的 L—— 液相 V—— 氣相 6 設(shè)計(jì)方案 一．設(shè)計(jì)方案的思考 通體由不銹鋼制造，塔節(jié)規(guī)格 Φ25 ～ 100mm、高度