【正文】 Z 精 = （ N 精 1） HT = （ 121） = m 篩板的流體力學(xué)驗算 塔板的流體力學(xué)計算，目的在于驗算預(yù)選的塔板參數(shù)是否能維持塔的正常操作，以便決定對有關(guān)塔板參數(shù)進行必要的調(diào)整，最后還要作出塔板負荷性能圖。對精餾段各項計算如下： a)溢流堰長 wl ：單溢流去 lW=（ ～ ） D，取堰長 wl = D= = b)出口堰高 Wh ： OWLW hhh ?? how = E( ??????)2/3 ,E去近似值 1，則 how = 1 ( )2/3= m 取板上層液高度 hL = ,故 OWLW hhh ?? = = m c)降液管的寬度 dW 與降液管的面積 fA ： 查右 圖 4 可得 ?Dlw ， ?DWd ， ?Tf AA 故 Wd = = 1= m， Af = = = m2 16 依下式 計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積， 即 θ = ???????? ?? = = 19 s（大于 5s，符合要求） 故降液管設(shè)計 合理?？蓞⒄障卤硭窘?jīng)驗關(guān)系選取。?? ?? ?? ?? = = (m3/s) 14 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 (1) 塔徑的計算 對精餾段： 最大空塔氣速計算公式 ：ν max = C√???? ???????? 式中 C 由式 C = C20(???? ) 計算，其中 C20由史密斯關(guān)系圖查取 C20 = ，圖的橫坐標為： ?? ???????? ?????? = = (m3/s) L = R s) 精餾段液相平均粘度為 : μ L,m = ( + )/2 = (mPa s),μ B = (mPa s) μ L,Dm = + = (mPa計算結(jié)果如下： 塔頂溫度 tD = ℃ 進料板溫度 tF= ℃ 塔底溫度 tW = ℃ 精餾段平均溫度 mt =（ + ） /2 = ℃ 提餾段平均溫度 mt =（ + ） /2 =℃ 11 （ 3）平均摩爾質(zhì)量計算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計算 由 xD=y1=,代入相平衡方程得 x1= 進料板平均摩爾質(zhì)量計算 由上面 的圖解 理論板法，得 Fy ＝ ， Fx ＝ Mv,Fm = +(1 ) = (kg/kmol) ML,Fm = +(1 ) = (kg/kmol) 塔底平均摩爾質(zhì)量計算 由 xw=,由相平衡方程，得 yw= Mv,Dm = +(1 ) = (kg/kmol) ML,Dm = +(1 ) = (kg/kmol) 精餾段平均摩爾質(zhì)量 MVm = ( + ) /2 = (kg/kmol) MLm = ( + ) /2 = (kg/kmol) 提餾段平均摩爾質(zhì)量 MVm = (+ ) /2 = (kg/kmol) MLm = ( + ) /2 = (kg/kmol) )/()(, k m olkgM DV ??????)/()(, k m olkgM DL ??????12 （ 4） 平均密度計算 ①氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算，精餾段的平均氣相密度即 ρ vm = ?????? ?? ???? = ( ) = （ kg/m3） 提餾段的平均氣相密度 ρ vm = ?? ???? ?? ?? ?? = ( ) = （ kg/m3） ②液相平均密度計算 液相平均密度公 式 : 1/ρ Lm = aA /ρ LA + aB /ρ LB 塔頂液相平均密度 : 由 tD＝ ℃，查手冊得 ρ A = 815 (kg/m3) , ρ B = 800 (kg/m3) 塔頂液相的質(zhì)量分率 ω A = = ρ LDm = 0 952815 0 048800 = (kg/m3) 進料板液相平均密度 : 由 tF＝ ℃，查手冊得 ρ A = (kg/m3) , ρ B = 795 (kg/m3) 進料板液相的質(zhì)量分率 ω A = = (kg/m3) ρ LFm = 0 516800 5 0 484795 = (kg/m3) 精餾段液相平均密度為 : ρ Lm = ( + )/2 = (kg/m3) (5) 液體平均表面張力計算 液相平均表面張力依下式計算，即 塔頂液相平均表面張力 :由 tD＝ ℃，查手冊得 13 σ A = , σ B = mN/m σ LDm = + = mN/m 進料板液相平均表面張力 : 由 tF＝ ℃，查手冊得 σ A =, σ B = 20. 38 mN/m σ LDm = + = mN/m 精餾段液相平均表面張力 : σ Lm = ( + ) /2 = mN/m (6) 液體平均粘度計算 液相平均粘度依下式計算，即 μ Lm=Σ xiμ i 塔頂液相平均粘度 : 由 tD＝ ℃，查手冊得 μ A = (mPa 有相關(guān)公式及查表可算出 а = ,μ L = 全塔效率 ET = (аμ L) ET = ( 0. 268 ) = （ 4） 求實際板數(shù) 精餾段實際板層數(shù) N 精 = = ≈ 12 （塊） 提餾段實際板層數(shù) N 提 = = ≈ 1 3 10 總實際板層數(shù) NP = N 精 + N 提 = 25 （塊） 實際進料位置 在第 13 塊板。 采用 作圖法求最小回流比，在附圖的對角線上自點 （ ,） 作垂線 ，即為 q線，該線與平衡線的交點坐標為 yq = ,xq = 。 7 三 設(shè)計計算 精餾塔的物料衡算 (1) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 （ 2）原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 （ 3）物料衡算 原料處理量 F = = (kmol/h) 總物料衡算 D + W = (kmol/h) 苯物料衡算 = + 聯(lián)立解得 D = (kmol/h) W = (kmol/h) 式中 F原料液流量 D塔頂產(chǎn)品量 W塔底產(chǎn)品量 km olkgM B /?491 . 0 13 . 92 / 55 . 0 11 . 78 / 45 . 0 11 . 78 / 45 . 0 x F ? ? ? 983 . 0 13 . 92 / 02 . 0 11 . 78 / 98 . 0 11 . 78 / 98 . 0 x D ? ? ? 024 . 0 13 . 92 / 98 . 0 11 . 78 / 02 . 0 11 . 78 / 02 . 0 x W ? ? ? ) / (kg 5 .2 85 3 .1 92 ) 491 . 0 1 ( 11 . 78 491 . 0 kmol M F ? ? ? ? ? ? ) / (kg 5 3 .1 92 ) 983 . 0 1 ( 11 . 78 983 . 0 kmol M D ? ? ? ? ? ? ) / (kg 3 .1 92 ) 024 . 0 1 ( 11 . 78 024 . 0 kmol M W ? ? ? ? ? ? 8 塔板數(shù)的確定 （ 1）理論板層數(shù) NT的求取 苯一甲苯屬理想物系，可采逐板計算