【正文】 ①干板壓降浮閥全開(kāi)前=浮閥全開(kāi)后= =32= （液柱）②液層壓降=β（+）充氣系數(shù),一般可取β=～,所以取β=. ：出口堰高 m：堰上液頭高，對(duì)平口堰可用。：塔壁到離它最近的閥孔中心線的距離：② 浮閥數(shù)的確定：精餾段：=4（33600）=提餾段：=4（33600）=根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》取標(biāo)準(zhǔn)N0=32個(gè)受液區(qū)WC邊緣區(qū)WFWd鼓泡區(qū)降液區(qū)破沫區(qū)圖51 塔板區(qū)域劃分示意圖弓形板矩形板通道板弓形板矩形板圖52 塔板分塊示意圖③閥孔排列：閥孔按照等腰三角形排列： (51)根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》(235)、(236)、(237)式，已知=125mm.由經(jīng)驗(yàn)式 (52) (53) (54) 取Wc=130mm，Wf=120mm代入上面(51)至（54）式中，得到x=155mm，r=270mm，Aa=，t=取Wc=135mm，Wf=120mm代入上面(51)至（54）式中，得到x=155mm，r=265mm，Aa=，t=接近65mm，故取Wc=135mm，Wf=120mm。浮閥個(gè)數(shù)為32。浮閥個(gè)數(shù)為32。 (2)浮閥的排列：采用叉排式，等邊三角形排列 邊長(zhǎng)取75mm，高隨開(kāi)孔率變更。②降液管的面積及寬度查《化工原理課程設(shè)計(jì)》附十圖[3]得到表58：表57 T101降液管標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)直徑，mm堰長(zhǎng)，mm寬度，mm板間距，mm降液管面積，cm2Ad/AT，%140058112545050210(二)塔板布置 塔徑=800mm，采用分塊式塔板。(3)受液盤(pán)為保證側(cè)線采出的連續(xù)均勻，造成良好的正液封，并對(duì)改變液體流具有緩沖作用，有利于氣泡分離，全塔采用凹型受液盤(pán)，且不設(shè)進(jìn)口堰，盤(pán)深50mm。所以選平口堰合適。②堰高：hw=50mm③溢流堰的型式采用平口堰由公式how=驗(yàn)證精餾段：how =6mm。 45m3/h，符合要求。壓縮因子Z：=， = 表52 精餾段氣相密度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷合計(jì)yi100Tc，K398Pc，MpaWi由kay式混合規(guī)則：==398K==Tr=(53+)/Tcm=Pr=落在普遍化關(guān)系下方，適用于普遍化壓縮因子由Pr，Tr查《化工熱力學(xué)》[8]P15P16得，Z0=，Z’=，Wr=， Z= Z0+Wr Z’=+=氣相密度：v=PM平/ZRT=()/()=③計(jì)算塔徑：液相摩爾流率：Lm=RD==氣相摩爾流率：Vm=（R+1)D== kmol/h液相體積流率：Lh=LmM/L =氣相體積流率：Vh=VmM/g=由波津法初估塔徑，取安全系數(shù)K=分別取板間距為：450，500，600mm取=450mm： umax = ==取Ks=1，K=則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax=1=則空塔氣速：u==塔徑：同理可作表：表53 T101精餾段塔徑HT,mumax,m/su,m/sD,m圓整,mD2HT,m3根據(jù)塔體積最小原則選取HT=450mm，D=(二)提餾段 查得各組分相應(yīng)密度數(shù)據(jù)如表54表54 T101提餾段各組分?jǐn)?shù)據(jù)組分T=122℃ P=正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計(jì)氣相摩爾分?jǐn)?shù)，yi100相對(duì)分子質(zhì)量，M氣相平均分子量M平液相質(zhì)量分?jǐn)?shù)，100液相密度，kg/m3/106104104104104103① 液相密度的計(jì)算：=1/= kg/m3②氣相密度的計(jì)算：由于T101操作壓力P3atm，需用壓縮因子法求算表55 提餾段氣相密度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計(jì)xi，yi100Tc,KPc,MpaWiTr=，Pr=查得=， =Z=+==PM平/ZRT=()/()=③計(jì)算塔徑：液相摩爾流率：=V+qF=氣相摩爾流率：==液相體積流率：=ML/L =氣相體積流率：=Mg/g=取HT=450mm：=取Ks=1，K=則適宜的氣體流通截面上的氣速：un=KKsumax=1=則空塔氣速：u==塔徑：：表56 T101提餾段塔徑HT,mumax,m/su,m/sD,m圓整,mD2HT,m3450500600 塔高的計(jì)算(一)有效段高度26=(二)塔釜高度HB ： 取塔釜停留時(shí)間為10分鐘 HB=4/πD2=410()/=進(jìn)料段高度HF=，塔頂高度HD=，塔高：H= HD+HF+HB++= 塔體設(shè)計(jì)(一)溢流裝置(1)板上溢流形式的確定由選擇單溢流Lh 45m3/h，符合要求?！?(10)=(2)蒸汽用量(℃)，查得氣化潛熱rB= T201 能量衡算 焓值計(jì)算表42 T201混合焓值組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷混合焓值回流40℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%HLD（kJ/kg）塔頂45℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%HIV（kJ/kg）進(jìn)料50℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%HIF（kJ/kg）塔釜89℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%HW（kJ/kg）注：表42中的焓值單位kJ/kg 熱負(fù)荷的計(jì)算 (1)計(jì)算冷凝器熱負(fù)荷QC QC=()(2)計(jì)算再沸器熱負(fù)荷QBQB =() 計(jì)算傳熱劑用量(1)冷卻水用量 取循環(huán)上水為25℃，循環(huán)下水為35℃，則△t=10℃(10)= (2)蒸汽用量 (℃)， T301 能量衡算 焓值計(jì)算表43 T301混合焓值組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷混合焓值回流40℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%HLD（kJ/kg）塔頂43℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%HIV（kJ/kg）進(jìn)料49℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%HIF（kJ/kg）塔釜54℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%HW（kJ/kg）注：表43中的焓值單位kJ/kg 熱負(fù)荷的計(jì)算(1)計(jì)算冷凝器熱負(fù)荷QC QC= (2)計(jì)算再沸器熱負(fù)荷QB QB= 計(jì)算傳熱劑用量(1)冷卻水用量取循環(huán)上水為25℃，循環(huán)下水為35℃，則△t=10℃，所以，(10)=(2)。 計(jì)算傳熱劑用量(1)冷卻水用量取循環(huán)上水為25℃，循環(huán)下水為35℃，則△t=3525=10℃查得水的CP= kcal/(kg表331 T301進(jìn)料溫度基本數(shù)據(jù)組分正丁烷異戊烷正戊烷異戊烷正己烷Xi4060經(jīng)過(guò)試差得，進(jìn)料溫度=℃。進(jìn)料在第38塊板。 全塔效率及確定實(shí)際塔板數(shù)(一) 全塔效率平均溫度T==52℃查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》得到各組分粘度如下表：表330 T301各組分粘度表組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷,cP則由奧康奈爾法：μ=Σμixi= 正戊烷=，則全塔效率==(二) 實(shí)際塔板數(shù)的確定=/=，即85塊假設(shè)塔板數(shù)為N=84塊塔板，所以在誤差范圍內(nèi)，假設(shè)合理。由(31)得到，=。表327 T301各組分相對(duì)揮發(fā)度表溫度組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷43℃61℃由表327表，輕關(guān)鍵組分異戊烷=.Nm = = =則塔釜正丁烷W正丁烷==1016，x正丁烷=W正丁烷/W=1019同理可得：塔頂異己烷x異己烷 =1018，塔頂正己烷x正己烷=1019所以，T301清晰分割合理。表326 T301塔底各組分基本數(shù)據(jù)組分異戊烷正戊烷異己烷正己烷,atm（60℃）,atm（61℃）所以，=61℃。表325 T301塔頂各組分基本數(shù)據(jù)組分正丁烷異戊烷正戊烷,atm（40℃）,atm（43℃）所以，=43℃。表324 T301塔頂各組分基本數(shù)據(jù)組分正丁烷異戊烷正戊烷Pi，atm,atm所以，=，取管線壓力= atm，則=+=+=，設(shè)塔板數(shù)為84塊P=,則=+NpP=+84=。 進(jìn)料溫度及壓力的確定=+=+49=。由 得到=，=，圓整后得到=48塊，=39塊。表320 T201求適宜的R及N計(jì)算數(shù)據(jù)表R/RmRXYNN（R+1）圖32 T201最小回流比示意圖當(dāng)R/Rm=，R=， =。 驗(yàn)證T201清晰分割是否成立以重關(guān)鍵組分異戊烷為基準(zhǔn)，則有= /表318 T201各組分相對(duì)揮發(fā)度表組分組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷45℃89℃由表318可知，輕關(guān)鍵組分正戊烷=Nm == =則以計(jì)算塔釜中正丁烷的含量為例，有W1= =1029，x1=W1/W=1032 同理可得：釜液異戊烷W2=1014，x2=1017 釜液正戊烷W3=1011，x2=1014所以，T201按照清晰分割是合理的。（2）塔底溫度由前面計(jì)算知，=，用泡點(diǎn)方程=1，即=進(jìn)行驗(yàn)證，得到表317。(二) 計(jì)算塔頂、塔底溫度（1）塔頂溫度由前可知，=,應(yīng)用露點(diǎn)方程=1試差，其中，=/，得到表316。 塔T201物料衡算 塔T201清晰分割物料衡算表314 T201清晰分割物料平衡表組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計(jì)進(jìn)料質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分?jǐn)?shù)mol%100續(xù)表組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計(jì)塔頂餾出液質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分?jǐn)?shù)mol%100塔釜餾出液質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分?jǐn)?shù)mol% 確定塔的操作壓力及溫度(一) 確定塔的操作壓力取=40℃，塔頂采用冷凝器，查得40℃下，塔頂各組分的飽和蒸汽壓，由=/P以及泡點(diǎn)方程=1得=。其中由《化學(xué)化工物性手冊(cè)》查得[5]。 進(jìn)料溫度及壓力的確定=+=+17= atm。(三) 確定進(jìn)料位置根據(jù)芬斯克方程可得： （34）得到=，=。 確定最適宜