【正文】 使塔身保持絕 熱操作，采用現(xiàn)代化儀表控制溫度條件，并可在室溫～ 300℃ 范圍內(nèi)任意設(shè)定。 從苯 — 氯苯的相關(guān)物性中可看出它們可近似地看作理想物系。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。 T法）求取 TN 。s 氯苯 粘度mPa 平均相對揮發(fā)度 ?? ，則，汽液平衡方程為： xxxxy )1(1 ????? ?? 確定操作的回流比 R 將表 31中數(shù)據(jù)作圖得 yx~ 曲線。故有： ??????? ee eDm xy yxR 考慮到精餾段操作線離平衡線較近，故取實際操作的回流比為最小回流比的 倍，即： ???? mRR 求精餾塔的氣液相負荷 hkmolDRL / ????? hkmolDRV /)()1( ?????? hkmolFL /39。 ?? 第 12 頁 操作線方程 精餾段操作線方程為： ????????? nDnn xRxxR Ry ??? nn xy 提餾段操作線方程為： 39。39。7。塊板上進料，以后將數(shù)所以第 所以總理論板數(shù)為 ?TN 12 塊（包括再沸器），第 7 塊板上進料。該式適用于液相粘度為 第 13 頁 ~ 查 txy圖，由 Dx = Wx = 查得塔頂及塔釜溫度分別為： tD =℃ Wt =℃， 全塔平均溫度 mt =(tD +Wt )/2=(+)/2=℃ 根據(jù)表 34 表 22 苯 氯苯溫度粘度關(guān)系表 溫度 ℃ 20 40 60 80 100 120 140 苯 粘度 mPas 0. 利用差值法求得 ： smPa?? ， sm ??B? 。 ???mT 操作壓強 取每層塔 板壓降為 計算。 ???p 平均摩爾質(zhì)量的計算 精餾段 ： ?mT ℃ 液相組成： 8090 1 ????? x， ?x 第 15 頁 氣相組成： 8090 1 ????? y， ?y 所以 ? ? k m olkgM L / ?????? ? ? k m olkgM V / ?????? 提鎦段：39。 ?????? ? ? kmolkgV /.39。 ???L 汽相平均密度 mVρ, 精餾段： ? ? 3, kg / ??? ??? m mVmv RTMp? 提鎦段 ：? ? 339。 kg/ 39。 ??L? 液體平均粘度計算 表 55 不同溫 度下苯 — 氯苯的粘度 溫度 t， ℃ 60 80 100 120 140 苯 mPas 氯苯 mPas 第 18 頁 液相平均粘度可用 lg lgL m i ix??? ? 表示 塔頂液相平均粘度 80100 ? ???? A?， smP aA ?? ? 80100 ? ???? B?， ?B? )( , ?????mLD? ， sm PamLD ?? 3 0 ,? 進料板液相平均粘度 80100 ? ???? A?， smPaA ?? ? . 80100 ? ????B?， smPaB ?? ? )( , ?????mLF?，smPamLF ?? ,? 塔底液相平均粘度 120210 ? ???? A?， smPaA ?? ? 363...B，sB 393. )( , ?????mLF?,smPamLF ?? ,? 精餾塔工藝尺寸的計算 塔徑的計算 精餾段氣液相體積流率為 精餾段： 汽相體積流量/ 3, ?????mVmVs VMV ? 汽相體積流量/??hV 第 19 頁 液相體積流量/ 3, ????? mLmLs LML ? 液相體積流量/??hL 提鎦段： 汽相體積流量/ 3,39。 ?????mVmVs MVV ? 汽相體積流量/39。39。 ??hL （ 1） 精餾 段塔徑計算，由 m a x LVVuC?????? （由式 ()20CC ?? ） 20C 查圖的橫坐標為 , ??????????? vlhhVL VLF ?? 選板間距 ? ，取板上液層高度 Lh = ， 故 h m? ? ? ? 以 ,LVF 為橫坐標查圖 22得到?C ?????????C ????u 取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 max ???? uu 第 20 頁 塔徑 ????? uVD S? 按標準塔徑圓整為 D= （ 2） 提餾段塔徑計算 0 .220C ( )20LCC ??式 中 由 計 算 其中的 20C 查圖，圖的橫坐標為 , ??????????? vlhhVL VLF ?? 取板間距 ? 板上液層高度 ? 則 h m? ? ? ? 查圖 22得到?C ????????? ????u 取安全系數(shù)為 ，則空塔速度為 max ???? uu 塔徑 ????? uVD S? 按標準塔徑圓整為 D= 根據(jù)上述精餾段和提餾段塔徑的計算，可知全塔塔徑為 D= 塔截面積為 ?????? DDA T ? 以下的計算將以精餾段為例進行計算： 第 21 頁 圖 22 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度為 TN 1 H 13 1 5 mZ ? ? ? ? ? ? ?精 精（ ） （ ） 提餾段有效高度為 ???Z 在進料板上方開一人孔，其高度為 。 溢流堰長 （出口堰長） wl 取 ???? Dlw 精餾段堰上溢流強度? ? ? ?hm/m130~100hm/?????wh lL,滿足強度要求。 ?????wh l,滿足 第 22 頁 強度要求。3/2 ?????owh（滿足要求） m0 3 6 2 3 39。39。 owwow hhh ???? (設(shè)計合理 ) 降液管的寬度 dW 和降液管的面積 fA 由?Dlw， 查 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計 P112 圖 57 得 第 23 頁 ,?? Tfd AADW，即： ?d，22 ?? DAT ?，?fA。 39。 ????? ow so ul L mmhh w 39。 0 ????? 故合理 選用凹形受液盤，深度 mmhW 5039。 第 24 頁 浮閥數(shù)目、浮閥排列及塔板布置 （ 1） 塔板的分塊 本設(shè)計塔徑為 D=，因 800mm D? ，故塔板采用分塊式。 （ 2） 邊緣區(qū)寬度確定 取 ??? ? ?，F(xiàn)按 39。 2200????? 第 25 頁 閥孔動能因數(shù)為 0 0 39。 )(323)(/ 2200 ????? DdNAA T? 此開孔率在 5%~15%范圍內(nèi)，符合要求。 塔板流體力學(xué)驗算 計算氣相通過浮閥塔板的靜壓頭降 fh 每層塔板靜壓頭降可按式 P c lh h h h?? ? ? 計算。這樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降 fh 為 mhhhh lcf 0 6 3 ?????? ? 第 26 頁 換算成單板壓降 K paPaghP Lff ??????? ? (設(shè)計允許值 ) 降液管中清夜層高度 dH 式 owdwfd hhhhhH ?????? (1)計算氣相通過一層塔板的靜壓頭降 fh 前已計算 mhf ? (2)計算溢流堰（外堰）高度 wh 前已計算 mhw ? (3)液體通過降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進口堰，所以可用式 20 ????????? hLLhwsd 式中mhmLm ws , 0 ??? 2 ??????? ???dh m (4)塔板上液面落差 h? 由于浮閥塔板上液面落差 h? 很小，所以可忽略。 (6) 液體在降液管內(nèi)停留時間校核 應(yīng)保證液體早降液管內(nèi)的停留時間大于 3~5 s,才能使得液體所夾帶氣體釋出。 0 .1 1 1 1 0 .4 5 1 4 .0 0 s0 .0 0 3 5 7fTsAHL? ?? ? ?5 s 可見，所夾帶氣體可以釋出。泛點率的計算時間可用式： %1 0 01 ????pFLsvLvsAKcZLVF ???和 % ???TFvLvsAKcVF ??? 塔板上液體流程長度 mWDZ dL ?????? 塔板上液流面積 mAAA fTp ?????? 圖 55 精餾段： 第 28 頁 苯和氯苯混合液可按正常物系 處 理，取物性系數(shù) K 值， K=,在從泛點負荷因數(shù)圖中查得負荷 因數(shù) ? ,將以上數(shù)值 分別代入上式 %% ???? ??????F 及 %%1 0 00 0 9 2 4 5 4 ????? ???F 提鎦段： 苯和氯苯混合液可按正常物系處理，取物性系數(shù) K 值， K=,在從泛點負荷因數(shù)圖中查得負荷 因數(shù) ?FC ,將以上數(shù)值 分別代入上式 %% 39。 ????? ???F 為避免霧沫夾帶過量，對于大塔，泛點需控制在 80%以下。 塔板負荷性能圖 霧沫夾帶上限線 對于苯 — 氯苯物系和已設(shè)計出塔板結(jié)構(gòu)，霧沫夾帶線可根據(jù)霧沫夾帶量的上限值干氣）（液） /k g ( kge V ? 所對應(yīng)的泛點率 1F (亦為 上限值 ),利用式 %1 0 01 ????pFLsvLvsAKcZLVF ???和 % ???TFvLvsAKcVF ???便可作出此線。所以在操作范圍內(nèi)任取兩個 sL 值便可依式 SS LV ??算出相應(yīng)的 sV 。 sL sV 液泛線 式由 )( wTd hHH ??? ， owdwpd hhhhhH ?????? ， ?hhh lcp ??? 聯(lián)立。所以板上?????????????????????32000 1000)(液 層層靜壓頭 降wswowwLl lLEhhhhh ??? 液體表面張力所造成的靜壓頭 ?h 和液面落差 h? 可忽略 液體經(jīng)過降液管的靜壓頭降可用式 20 ????????? hlLhwSd 則 LdcdLLcwT hhhhhhhhH ）（＋＋ 00 1)( ??? ??????? 第 30 頁 ?????????????????????????????3202020 36001000 w Sww SLv lLhhlLgu ）（ ??? 式中閥孔氣速 0u 與體積流量有如下關(guān)系 NdVu S200 4?? 精餾段： 式中各參數(shù)已知或已計算出，即 。/ 4 5。0 4 7 。 整理后便可得 sV 與 sL 的關(guān)系，即 3222 SSS LLV ??? 此式即為液泛線的方程表達式。 提鎦段： 。/39。39。0 ? ； 0 ? 代入上式 整理后便可得 sV 與 sL 的關(guān)系，即 3222 7 4 1 5 0 7 80 5 0 SSS LLV ??? 39。sV 用上述坐標點便可在負荷性能圖中繪出液泛線，圖中的 (y2’ )。所以對液體的流量須有一個限 制，其最大流量必須保證滿足上述條件。取5s?? 為液體在降液管中停留時間的下限，所對應(yīng)的則為液體的最大流量 maxsL ,即液相負荷上限，于是可得 精餾段： 5/ m a x3m a x TfsTfs HALsmHAL ??????? 顯然由式所得到的液相上限線是 一條與氣相負荷性能無關(guān)的豎直線，即負荷性能圖中的線(y3)。/ 39。 氣體負荷下限線 （ 漏液線） 對于 F1 型重閥，因 0F 5 時，會發(fā)生嚴重漏液，故取 0 5F? 計算相應(yīng)的氣相流量min)( sV