【正文】 直徑給定，因而塔板上浮閥的數(shù)目 N即浮閥數(shù)就取決于閥孔的氣速 ,并可按下式求得：0u 204SVndu?? 閥孔的氣速 常根據(jù)閥孔的動(dòng)能因子 來確定。此時(shí)多固定底邊尺寸 B,例如 B為70、780、90、100、110mm 等。閥孔一般按正三角形排列，常用中心距有 7100、12150mm 等幾種，它又分為順排和錯(cuò)排兩種，通常認(rèn)為錯(cuò)排時(shí)兩相接觸情況較好，采用較多。V4 型基本上和 F1型相同，除采用輕閥外，其區(qū)別僅在于將塔板上的閥孔制成向下彎的文丘里型以減小氣體通過閥孔阻力，主要用于減壓塔。浮閥的形式很多，如 F1型、十字架型、V4 型、A 型、VO 型等，目前應(yīng)用最廣泛的是 F1型（相當(dāng)于國外 V1型） 。（5（ 降液管底隙高度 h 的計(jì)算0取液體通過降液管底隙的流速 ，則降液管底隙高度 h 可依下式計(jì)算：smu/1.39。各項(xiàng)計(jì)算如下：（1（ 溢流堰長 ===（2（ 出口堰高 h =h hlo式中 ：h ——板上液層高，取 h ——板上方液頭高度ow選用平行堰，則堰上液頭高度可由下式計(jì)算： 3/21084.???????whowlLE式中溢流收縮系數(shù) E可近似取為 1對于精餾段： () m???所以出口堰高：h ==對于提餾段：23..1().004ow?出口堰高：h ==（3（ 降液管的寬度 Wd與降液管的面積 Af由 查圖得 W d/D=，A f/AT=.?Dlw故 W d== Af==（4（ 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積,即精餾段： ??????吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 23 提餾段： 39。（1）精餾段塔徑 D 的計(jì)算選板間距 =，取板上液層高度 = ，故 － = 1 12 ()()???查化工原理課程設(shè)計(jì)得 ，C 20=依式 校正到物系張力為 ：)(? . .91478()786..0. ???????取安全系數(shù)為 = = =?則精餾段塔徑 D= ??? 按標(biāo)準(zhǔn)塔經(jīng)圓整為 D=則精餾段塔截面積為 AT= 222(1.).34Dm?? 實(shí)際空塔氣速為 U= （2）提餾段塔徑 D 的計(jì)算：選板間距 =，取板上液層高度 = ，故 － =吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 21 1 12 ()().933SLVs????查化工原理課程設(shè)計(jì)得 ，C 20= 依式 校正到物系張力為 ：)(? . .9537()78... ????取安全系數(shù)為 = = =?提餾段塔徑 D= ???按標(biāo)準(zhǔn)塔經(jīng)圓整為 D=提餾段塔截面積為 At= 222(1.).34Dm?實(shí)際空塔氣速為U= ?（1）精餾段有效塔高的計(jì)算 Z 精 =（N 精 1） HT=(161) =? （2）提餾段有效塔高的計(jì)算 Z 提 ＝（N 提 －1） HT=(151) =? 選取進(jìn)料板上方、精餾段一處及提餾段一處各留一人孔且人孔高度 h=所以可知精餾塔有效塔高： Z=Z 精 +Z 提 +3h=6++3*=14m 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 22 167。用內(nèi)插法求得苯，甲苯在 Ft, D， Wt溫度下的密度。tD=℃ ?/()kJmolK? 285 = 12(1)pDpDxx???/()kJol?/()kJmolK?tW=℃ ?/kJmolK?28p() =???/()kJmolK?=℃ Ft ?/()kJmolK? 285 =()PFPFxx???/()kJmolK?=℃ ? 25 12()DDrxrx??? =()? = 塔頂 12()DDMxx???? =)? 3/kgmol（1）0℃時(shí)塔頂氣體上升的焓 VQ塔頂以 0℃為基準(zhǔn)， DpDVCtM?????吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 16 .???? 3675/KJh（2）回流液的焓 RQ此為泡點(diǎn)回流，據(jù) 圖查得此時(shí)組成下的泡點(diǎn) ，用內(nèi)插法求得回流液組成txy?Dt下的 =℃, 在此溫度下：39。t=℃,?????吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 14 ,????? ????.??????? Ft=℃，,?????.,.98/. ??????????????Wt= ℃，,???.0,.7/.?? ?????????????精餾段液相平均表面張力: ?1()/???提餾段液相平均表面張力： ?2()/??? 熱量衡算加熱介質(zhì)的選擇選用飽和水蒸氣，溫度 140℃，工程大氣壓為 .原因：水蒸氣清潔易得，不易結(jié)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(shù)相應(yīng)減小，但蒸汽壓力不宜過高。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 13 第 三 章 精 餾 塔 主 要 工 藝 尺 寸 的 設(shè) 計(jì)167。?1?所以： =，,1 (..89)TE?? 塊精 ??p提餾段 : 已知 ， mPas。s 1?苯L1x甲 苯 1x提餾段液相平均粘度： = + （1 ）= mPas2t ,????苯苯 L? mPa∵ t= ℃， =℃， t=℃∴ = ℃??℃095Wt=℃ 1t smPaLL ?????,. 苯苯 ? .。.34Fyxyxxyx????所 以 第 塊 為 進(jìn) 料 板 ， 以 下 交 替 使 用 提 餾 段 操 作 線 方 程 與 相 平 衡 方 程 ：。.。.。39。吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 10 操作線方程的確定精餾段操作線方程為： ???????提餾段操作線方程為：39。 各段理論塔板數(shù)的計(jì)算表 26 常壓下苯甲苯氣液平衡組成與溫度關(guān)系苯/%(mol 分率) 苯/%(mol 分率) 苯/%(mol 分率)液相 氣相溫度/℃液相 氣相溫度/℃液相 氣相溫度/℃0 0 利用表中數(shù)據(jù)由插值法可求得 tF,tD,tW 對于塔頂，X D=，有： 得: t D =℃??同理：對于進(jìn)料組成 XF=，有： 得 tF =℃.?對于塔釜：X W=，有： 得 tW=℃??苯—甲苯的飽和蒸汽壓可用安托因方程求解，即：Lg =A 式中：t：物系溫度，單位：℃ 0pBtC?：飽和蒸汽壓/Kpa，0pA,B,C,—Antoine常數(shù)，見如下表：組分 A B C苯(A) 甲苯(B) 即：苯甲苯的安托因方程分別為：???吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 9 對于塔頂： ℃，則：?. BppKpa???????頂同理塔底： ℃，則：?.. BppKa????? ?底相對揮發(fā)度 .???頂 底 ＝ ＝從而得到相平衡方程:x= (1).???? 最小回流比的計(jì)算最小回流比的確定： ?? ???????????FDFDxR?操作回流比：R= min= 精餾塔氣液相負(fù)荷精餾段： L=RD==V=(R+1)D=(+1)=提餾段： +80= kmol/h??qFL39。??? 同理可得： =39。WM =F =80㎏／h=㎏／h39。 精餾塔物料衡算加料量：F=80Kmol/h 原料組成:X F= 塔頂組成：X D= 塔底組成:X W= 總物料衡算 D+W=80 輕組分(苯)物料衡算 80 =+ ? 聯(lián)立兩式可解得 D= W=平均相對分子質(zhì)量: =+﹙﹚=㎏／kmol FM=﹢（）=㎏／kmol D=+﹙)=㎏／kmolW故質(zhì)量流量： = D =㎏／h=㎏／h39。吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 6 第 二 章 塔 板 的 工 藝 的 計(jì) 算167。由于本次設(shè)計(jì)為小型塔，故采用重力回流。因?yàn)樗斃淠鞑灰寻惭b，檢修和清理。其優(yōu)點(diǎn)是回流冷凝器無需支持結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是回流冷凝器回流控制較。 回流比的選擇 回流方式可分為重力回流和強(qiáng)制回流。上升蒸汽回流下來的冷液進(jìn)行傳質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是釜液部分汽化，維持原來的濃度，以減少理論塔板數(shù)，其缺點(diǎn)是增加加熱裝置。但在一定的回流比條件下，塔底蒸汽回流液有稀釋作用，使理論板數(shù)增加，費(fèi)用增加。直接蒸汽加熱直接由塔底進(jìn)入塔內(nèi)。泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，基于恒摩爾流假定，精餾段和提餾段上升蒸汽的摩爾流量相等，故精餾段和提餾段塔徑基本相等，制造上較為方便。采用泡點(diǎn)進(jìn)料不僅對穩(wěn)定操作較為方便，且不受季節(jié)溫度影響。 進(jìn)料狀況的選擇 進(jìn)料狀況一般有冷液進(jìn)料，泡點(diǎn)進(jìn)料。一般地，除熱明性物系，凡通過常壓蒸餾能夠?qū)崿F(xiàn)分離要求，并能用江河水或循環(huán)水將餾出物冷凝下來的物系，都能采用常壓蒸餾；對熱敏性物系或者混合物泡點(diǎn)過高的物系，則宜采用減壓蒸餾；對常壓下餾出物冷凝溫度過低的物系，需提高塔壓或者采用深井水，冷凍鹽水作為冷卻劑；而常壓下呈氣態(tài)的物系必須采用加壓蒸餾。 總之，確定流程時(shí)要較全面，合理地兼顧設(shè)備，操作費(fèi)用，操作控制及安全諸因素。甲醇和水不反應(yīng)，且容易冷凝，故使