【正文】 ?? ? owwLLl hhh hh ???? 聯(lián)立解得 dcowwT hhhhhH ???????? ????? )1()1( 忽略 ?h ，將 owh 與 sL ， dh 與 sL ， ch 與 sV 的關(guān)系式代入上式，并整理得： 3/222 39。 220 ???? 液柱mH d 0 0 5 ???? )( wTd hHH ??? ，故本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。 (4) 漏液 對(duì)篩板塔，漏液點(diǎn)氣速 按下式計(jì)算： ? ?smhhCAVu VLLs/)(/ 00m i i ??????????? ??? 實(shí)際孔速 m / usmu ?? 穩(wěn)定系數(shù)為 9 7 ???? uuK 故在本設(shè)計(jì)中無(wú)明顯漏液。液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 ?h 由下式計(jì)算，即： 液柱mgdh L L 30 ??? ???? ?? ?? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 氣體通過(guò)每層塔板的液柱高度 ph 按下式計(jì)算： 液柱mhhhh lcp ??????? ? 氣體通過(guò)每層塔板的壓降為： K p aPaghp Lpp 6 0 ??????? ? (2) 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 故 液柱mhh L )( ????? ? 。干板阻力由下式計(jì)算： 20021 ??????????? CughLVc ?? 由 ???d ，查篩板塔汽液負(fù)荷因子曲線圖得 ?C 故 液柱mhc 2 ?????????? ② 氣體通過(guò)液層的阻力 lh 計(jì)算。由于苯和甲苯?jīng)]有腐蝕性，可選用mm3?? 碳鋼板，取篩孔直徑 mmd 50 ? 。 ?? ， mWc ? ③ 開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算。查塔板塊數(shù)表得塔板分為 4 塊。 (2)塔板布置 ① 塔板的分塊。 選用凹形受液盤(pán)，深度 mmhw 5039。0 ? ，則： mulLh wh 39。各項(xiàng)計(jì)算如下： ① 堰長(zhǎng) wl 取 mDl w 9 2 ???? ② 溢流堰高度 wh 由 owLow hhh ?? ，選用平直堰，堰 上液層高度 owh 由下式計(jì)算，即： 32)(1 0 whow lLEh ??? 近似取 E=1，則 mhow ) (11000 32 ????? 取板上清液層高度 mmhL 60? 故 mhhh owLw ????? ③ 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA ： 由 ?Dlw ，查弓形降液管參數(shù)圖得： ?Tf AA ?DWd 則： mA f ??? ， mW d 1 7 3 2 ??? 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即： ssL HAh Tf ??? ????? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 由 CtF ?? ，查液體表面張力共線圖得： mmNA /?? mmNB /?? mmNL F m /)4 1 ( 1 ??????? 精餾段平均表面張力為： mmNLm /)( ???? (6)液體平均黏度計(jì)算 液相平均黏度依下式計(jì)算，即： ?? iiLm x ?? lglg 塔頂液相平均黏度的計(jì)算： 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 由 CtD ?? ，查氣體黏度共線圖得： smP aA ?? ? smP aB ?? ? 3 1 1 0 8 ???L Dm? smP aLDm ?? 3 ? 精餾段液相平均黏度的計(jì)算： 由 CtF ?? ，查氣體黏度共線圖得： sPaA ?? ? smP aB ?? ? 2 7 8 6 1 ???L F m? smP aLF m ?? ? 精餾段液相平均黏度為： sm P aLm ???? )(? 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 (1)塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流率為： smVMV VmVmS / 3????? ? smLML LmLmS / 3?? ??? ? 由VVLCu ? ?? ???m ax ，式中 C 由 )20( LCC ?? 求取，其中 20C 由篩板塔汽液負(fù)荷因子曲線圖查取，圖橫坐標(biāo)為 ) () ()( 2121 ?????? VLhhVL ?? 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? ，則 mhH LT ???? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 查篩板塔汽液負(fù)荷因子曲線圖得 ?C )20 ()20( ????? LC ? smCuVVL / x ??????? ? ?? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smuu / m a x ????? muVD S ????? ? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 mD ? 。 由 CtF ?? ，查液體在不同溫度下的密度表得 ： 3/ mKgA ?? 3/ mKgB ?? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 )( ????? ??Aa ??LF m? 3/ mKgLDm ?? 精餾段的平均密度為： 3/ 0 32/) 9 1 3( mKgLm ???? (5)液體平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即： ??? ni iiLm x1 ?? 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算。P m )( ??? (2)操作溫度的計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過(guò)試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸汽有安托尼方程計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度 CtD ?? 進(jìn)料板溫度 CtF ?? 精餾段平均溫度 Ct m ???? )( (3)平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 由理論板的計(jì)算過(guò)程可知， ?? Dxy ， ?x m o lKgM V D m /)( ?????? m o lKgM L D m /)( ?????? 進(jìn)料板平 均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 由理論板的計(jì)算過(guò)程可知， ?Fy ， ?Fx m o lKgM V F m /)( ?????? m o lKgM L F m /)( ?????? 精餾段的平均摩爾質(zhì)量為 m o lKgM Vm /)( ??? m o lKgM Lm /)( ??? (4)平均密度計(jì)算 ① 氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程式計(jì)算，即 3/)( mKgRTMpmVmmVm ??? ???? ② 液相平均密度計(jì)算 液相平均密度計(jì)算依下式計(jì)算，即： LBBLAALmaa ??? ??1 塔頂液相平均密度的計(jì)算。 ?? (4)操作線方程 精餾段操作線方程 . ??????????? xxR xxR Ry nDnn 提餾段操作線方程 ??????? ??? mwmm xWqFL WxxWqFL qFLy 兩操作線交點(diǎn)橫坐標(biāo)為 )()1()1( ?????? ???? qR xqxRx DFf 理論板計(jì)算過(guò)程如下 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 WfDxxyxyxyxyxyxxyxyxyxyxyxyxyxxy???? ?????? ?????? ?????? ?????? ??????? ?????? ?????? ?????? ?????? ?????? ?????? ?????? ????0 3 0 5 2 1 1 6 3 2 5 5 3 4 6 4 3 5 5 4 5 6 7 3 0 8 8 4 9 3 7 9 6 8 1313121211111010998877665544332211相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡 總理論板數(shù)為 13（包括蒸餾釜），精餾段理論板數(shù)為 7，第8 塊板為進(jìn)料板。 精餾塔的物料衡算 原料液級(jí)塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 mo lKgM A /? 甲苯的摩爾質(zhì)量 mo lKgM B /? ???FX ???DX ???WX 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 m o lKgM F /)( ?????? m o lKgM D /)9 8 ( 8 ?????? m o lKgM W /)( ?????? 物料衡 算 原料處理量 hkm olF / ?? 總物料衡算 WD ?? 苯物料衡算 WD ????? 聯(lián)立解得 hkmolW hkmolD / /?? 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 第四章 塔板計(jì)算 塔板數(shù)的確定 理論板數(shù) TN 的求取 (1)相對(duì)揮發(fā)度的求取 苯的沸點(diǎn)為 ℃，甲苯額沸點(diǎn)為 ℃ ① 當(dāng)溫度為 ℃時(shí) 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 ????AP? ????BP? 解得 KPaP A ?? ， KPaPB ?? ② 當(dāng)溫度為 ℃時(shí) ????AP? ????BP? 解得 KPaP A ?? ， KPaP B ?? 則有 ??? 3 4 0 3 72 ??? 4 0 ???? ??? (2)最小回流比的求取 由于是飽和液體進(jìn)料，有 q=1， q 線為一垂直線，故?? FP xx ，根據(jù)相平衡方程有 )(1 )1(1 ???? ????? PPP xxy ?? 最小回流比為 in ??????? PP PD xy yxR 回流比為最小回流比的 2 倍，即 m in ???? RR (3)精餾塔的氣、液相 負(fù)荷 hK mo lRDL /. ???? hK m o lDRV /)()1( ??????武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10