【正文】 級蒸餾，使混合氣液兩相經(jīng) 多次混合接觸和分離，并進(jìn)行質(zhì)量和熱量的傳遞，使混合物中的組分達(dá)到高程度的分離，進(jìn)而得到高純度的產(chǎn)品。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進(jìn)行全部或部分冷凝。另一部分凝液作為回流返回塔頂。當(dāng)流至塔底時，被再沸器加熱部 分汽化，其氣相返回塔內(nèi)作為氣相回流，而其液相則作為塔底產(chǎn)品采出。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)冷卻器冷卻后送至儲罐。塔釜采用間接蒸汽加熱塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。 ①求最小回流比及操作回流比。 故最小回流比為 Rm = = = 取操作 回流比為 R = = = ②求精餾塔的氣、液相負(fù)荷 L = RD = = (kmol/h) V = (R+1)D = ( + 1) = (kmol/h) Vˊ = (R+1)D – (1 q)F = – 0 = (kmol/h) Lˊ = RD + qF = + 1 = (kmol/h) (泡點(diǎn)進(jìn)料： q=1) ③求操作線方程 精餾段操作線方程為 yn+1 = xn + = + 提餾段操作線方程為 ym+1 = xm + = + （ 2） 圖解法求理論塔板數(shù) 9 采用圖解法求理論塔板數(shù)，如圖 2所示 求解結(jié)果為： 總理論板層數(shù) NT = 14 ；進(jìn)料板位置 NF = 7 ；其中 N 精 = 6 ； N 提 = 7 （不包括再沸器） （ 3） 全塔效率的計(jì)算 查溫度組成圖得到，塔頂溫度 TD=℃，塔釜溫度 TW=℃，全塔平均溫度Tm =95℃。 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 （ 1）操作壓力計(jì)算 塔頂操作壓力 P＝ 4+ = kPa 每層塔板壓降 △ P＝ kPa 進(jìn)料板壓力 FP ＝ + 12＝ kPa 塔底操作壓力 wP = + 26 = kPa 精餾段平均壓力 P m1＝（ + /2＝ kPa 提餾段平均壓力 P m2 =（ +） /2 = kPa （ 2）操作溫度計(jì)算 利用表的數(shù)據(jù)和 χ F ,χ D ,χ W ,和拉格朗日插值可求得 tF ,tD ,tw ,計(jì)算過程略。 s),μ B = (mPa s) 進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算 : 由 tF＝ ℃，查手冊得 μ A = (mPa s) μ L,Fm = + = (mPa s) （ 7）氣液負(fù)荷計(jì)算 精餾段： V = (R+1)D = ( + 1) = (kmol/h) Vs = D = = (kmol/h) Ls = (????????)1/2 = ( ) ( )1/2 = 塔板間距 HT 的選定很重要，它與塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、塔的操作彈性，以及塔的安裝、檢修等都有關(guān)。 表 9 板間距與塔徑關(guān)系 15 初選板間距 HT= m，取板上液層高 度 hL= m,則 HT hL = = C = C20(???? ) = () = ν max = C√???? ???????? = √ = (m/s) 取安全系數(shù)為 （安全系數(shù) — ）， 則 ν = max = = (m/s) 塔徑： D=√ ?????? = √ ?? = m 按標(biāo)準(zhǔn) ,塔徑圓整為 D = m 塔橫截面積為： AT =?? D2 = m2 則空塔氣速 為 : ν = ?? ???? = = (m/s) 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 (1) 溢流裝置計(jì)算 精餾段 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用平行受液盤。 d)降液管底隙高度 oh ：取液體通過降液管底隙的流速 ν 0 = m/s（ ） h0 = ?? ??????0 = = m hw h0 = = m（ ） 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 e)受液盤 采用平行形受液盤，不設(shè)進(jìn)堰口，深度為 60mm (2) 塔板布置 精餾段與提餾段情況相同 （ D= m） ①塔板的分塊 因 D≥ 800mm，故塔板采用分塊式，由下 表 （表 10） 可知 塔極分為 3塊。 (1) 氣體通過篩板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊褐叨扔?jì)算 精餾段： a)干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?ch ：依 ???d ，查《干篩孔的流量系數(shù)》圖得 C0= ,由式 hc = (??0??0)2(????????) hc = ( )2 ( ) = m b)氣體穿過板上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?lh ： hl = β hL ν a = ?????? ???? = = m/s 由 o? 與 aF 關(guān)聯(lián)圖查得板上液層充氣系數(shù) o? =，依式 hl = β hL = β 0(hw +how) = (+) = m c)克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨??h ： 18 依式 hσ = ??????????0= = m 故 hp = hc+hl+hσ = ++ = m 則單板壓強(qiáng)： △ Pp = hpρ Lg = = 538 kPa 700 kPa 設(shè)計(jì)合理。 (3) 霧沫夾帶 hf = hL = = m ev = ?6????( ???????? ???) = ?6 ( ) = kg 液 /kg 氣 液 /kg 氣 故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。 （ 5) 液泛 為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度 ? ?wTd hHH ??? 依式 dlpd hhhH ??? ， 而 取 ?? ，則 故 ? ?wTd hHH ??? 在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會發(fā)生液泛。 塔板負(fù)荷性能圖 精餾段： (1) 霧沫夾帶線 霧沫夾帶量 取 ，前面求得 ， 代入 ，整理得： 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計(jì)算出 Vs 值，計(jì)算結(jié)果列于表 319。 (2) 液泛線 由 E=,lW= 得： ???????? ????fTav hH ue ?sSfT sa VDVAA Vu 2 ???? ?SwSwowwf Ll LEhhh 32323 ][) ??????????????? ?（氣）液 kgkgev /(? mmNm /, ?精????????? ????fTav hH ue ?ss LV ??20 已算出 ， ， ， 代入 ，整理得： 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls 值，依上式計(jì)算出 Vs 值，計(jì)算結(jié)果列于表 320。 (3) 液相負(fù)荷上限線 以θ＝ 4s 作為液體在降液管中停留時間的下限， swswsow Ll Ll LEh 323232 10001000 ???????????????????????S232S20S20 . 1 8 ????????? ???????????????????????????????????????LvLvoc ccuh ????? ? ssoww LLhhh 323201 ?????????? ????? ?)( 3