【正文】 3）物料衡算 原料處理量 hk m olF / 4 ??? ??? 總物料衡算 =D+W 苯物料衡算 =+ 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 10 聯(lián)立解得 D= W=第三章 理論塔板層數(shù) NT 的求取 求最小回流比 苯 甲苯屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。采用作圖法求最小回流比。 39。39。39。 ??????? xxxVWxVLy W 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 11 圖解法求理論板層數(shù) 采用圖解法求理論塔板層數(shù)，如圖 11所示。計算結(jié)果如下： 塔頂溫度 tD=℃ 進料板溫度 tF=99℃ 精餾段平均溫度 tm=(+99)/2=℃ 平均摩爾質(zhì)量的計算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計算 由 xD=y1=,查平衡曲線（見圖 11），得 x1= 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 12 MVDm= +() =MLDm= +() =進料平均摩爾質(zhì)量計算 由圖解理論板（見圖 11） ，得 yF= 查平衡曲線（見圖 11），得 xF= MVFm= +() =MLFm= +() =精餾段平均摩爾質(zhì)量的計算 MVm=（ +） /2=MLm=（ +） /2= 平均密度計算 氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 3mmmVM /)( mkgRT M V ??? ???? 液相平均密度計算 液相平均密度依下式計算 iia ?? //1 LM ?? （ 11） 塔頂液相平均密度的計算 由 tD=℃ ,查“化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 有機卷 1” P305 得 3A / m?? 3/ mB ?? 3L / 41/ 59/ 812. 1 mDm ???? 進料板液相平均密度的計算 由 tF=99℃ ,查手冊得 3A / m?? 3/ mB ?? 進料板液相的質(zhì)量分率 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 13 A ???? ?? 3LF /.1kg792/ ???? 精餾段液相平均密度為 3LM / 0 22/).17 9 1 2( m???? 液體平均表面張力計算 液相平均表面張力依下式計算，即 iix ?? /LM ?? （ 12） 塔頂液相平均表面張力的計算 由 tD=℃ ,查手冊得 mmNA /?? mmNB /?? mmNL Dm /3 3 3 3 6 ?????? 進料板液相平均表面張力的計算 由 tF=99℃ ,查手冊得 mmNA /?? mmNB /?? mmNL F m / 0 2 2 7 ?????? 精餾段液相平均表面張力為 mmNLm /4 8 ) 3 ( ???? 液體平均粘度計算 液相平均粘度依下式計算，即 iiLm x ?? lglg ?? （ 13） 塔頂液相平均粘度的計算 由 tD=℃ ,查“化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 有機卷 1” P303 得 ?? mA? ?? mB? l g 0 . 3 0 g 0 . 3 0 ??L D m? 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 14 ?? mL D m? 進料板液相平均粘度的計算 由 tF=99℃ ,查“化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 有機卷 1” P303 得 ?? mA? ?? mB? l g 0 . 2 6 g 0 . 2 5 ??L F m? sm P ??L F m? 精餾段液相平均粘度為 samLm ???? )(? 第五章 提餾段工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 操作壓力計算 塔底操作壓力 PD=+ 27= 每層塔板壓降 △ P = 進料板壓力 PF=+ 10= 提餾段平均壓力 Pm=(+)/2= 操作溫度計算 依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中苯甲苯的飽和蒸氣壓由安東尼方程計算，計算過程略。各項計算如下： 堰長 lW 取 lW== = 溢流堰高度 hW 精餾段： 由 hW=hLhOW (61） 選用平直堰，堰上液層高度 32OW ?????????WhlLE （ 81） 近似取 E=1,則 m00 11 92 36 0000 18 32OW ??????? ???? 取板上清液層高度 hL=60mm 故 hW== 提餾段： 由 hW=hLhOW （ 63） 選用平直堰，堰上液層高度 32OW ?????????WhlLE （ 82） 近似取 E=1,則 m00 18 92 36 0000 35 32OW ??????? ???? 取板上清液層高度 hL=80mm 故 hW== 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 21 弓形降液管寬度 Wd 和截面積 Af 由 ?Dlw 查“弓形降液管的參數(shù)圖”，得 ? ? 故 Af== = Wd== = 依式 5~3A3600 ??hTfL H? 驗算液體在降液管中停留時間，即 精餾段： ??? ???? sL Hh Tf? 提餾段： ??? ???? sL Hh Tf? 故降液管設(shè)計合理。3600Lh ulWh? （ 83） 取 u’ 0=則精餾段 ： 0 ??? ?? hwh0== 提餾段 ： 57h 0 ??? ?? hwh0== 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 塔板布置 塔板的分塊 因 D≥ 800mm，故塔板采用分塊式。 邊緣區(qū)寬度的確定 取 Ws=W’ s=， Wc=。篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t=3d0=3 5=15mm 篩孔數(shù)目 n 為 22 ???? t A a 開孔率為 %01 00 220 ??????????????? t? 氣體通過閥孔的氣速 精餾段： smAV s / 00 ???? 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 23 提餾段 ： smAV s / 00 ???? 第九章 塔板的流體力學(xué)驗算及負(fù)荷性能圖 塔板的流體力學(xué)驗算 精餾段： 干板阻力 hc計算 干板阻力 hc由式 ?????????????????L20 ?? Vc cu （ 91） 故由 0 ??? ， 查“干篩孔的流量系數(shù)圖”得 ， c0= 液柱mc 2 ?????????????? 氣體通過液層的阻力 hl計算 氣體通過液層的 阻力 h1由式 Lh??1h 計算 )/(/ 2/12/10amskgFsmAA VfTs???????? 查“充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖”，得 ?? 故 ? ? ? ? 液柱mhhh OWWL 0 3 8 4 8 1 1 1 ?????? ?? 液體表面張力的阻力 ?h 計算 表面張力所產(chǎn)生的阻力 ?h 由式04gdhLL??? ? （ 92） 液柱mh 00 3 ??? ??? ?? 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 24 氣體通過每層塔板的液柱高度 hp可按下式計算 液柱mhhhh lcp 0 7 6 0 2 0 3 8 3 5 ??????? ? 氣體通過每層塔板的壓降為 )( 0 0 20 7 6 p 設(shè)計允許值k P aPagh Lp ??????? ? 液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 漏液 對 篩板塔，漏液點氣速 u0,min可如下計算 ? ? VLL hhCu ??? / 0 5 0m i n,0 ??? （ 94） ? ? sm /8 4 ??????? 實際孔速 u0=u0,min 穩(wěn)定系數(shù)為 in,0 0 ???? u uK 故在本設(shè)計中無明顯漏液。( uhd ? 計算，即 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 25 液柱mh d )( 2 ??? Hd=++= 液柱 )(H d WT hH ?? ? 故在本設(shè)計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象 。 液沫夾帶 液沫夾帶量由式 ????????????fTaLV hHue ? 計算 （ 97） mhh Lf ???? 故 氣液氣液 kgkgkgeV /36 ???????? ???? ?? 故在本設(shè)計中液沫夾帶量 eV在允許范圍內(nèi)。 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高應(yīng)有 )(H d WT hH ?? ? 苯 甲苯物系屬一般物系，取 ?? ，則 mhH WT )()( ?????? 而 dLpd hhhH ??? （ 98） 板上不設(shè)進口堰， hd可由式 20 )39。 苯 甲苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 27 塔板負(fù)荷性能圖