【正文】 8 6 .6 1 C22DFtt?? ? 提 餾 段平均溫度 m 1 0 8 .5 2 1 9 2 .8 3 0t 39。 V F mL F mM = 0 . 6 5 0 7 8 + 0 . 3 5 0 9 2 = 8 2 . 9 0 0 k g / k m o lM = 0 . 4 2 0 7 8 + 0 . 5 8 0 9 2 = 8 6 . 1 2 0 k g / k m o l???? 精餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量： V D m V F mVmL D m L F mLmM + M 78 .6 02 82 .9 00M = = = 80 .7 51 kg / km ol22M + M 78 .9 52 86 .1 20M = = = 82 .5 36 kg / km ol22?? 提餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量 : V W m V F mL W m L F mLmMM 90. 964 82. 900 86. 932 kg / km ol22MM 91. 832 86. 120M = 88. 976 kg / km ol22VmM ??? ?? ? ?? ??? 平均密度計(jì)算 化工系課程設(shè)計(jì) 9 ① 氣相平均密度 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即 ? ? 3m V mVm mPM 1 0 4 . 5 7 5 8 0 . 7 5 1ρ = = = 2 . 8 2 3 k g / mR T 8 . 3 1 4 8 6 . 6 1 + 2 7 3 . 1 5?? ? ? 3m V mVm mPM 1 1 0 . 8 2 5 8 6 . 9 3 2ρ = = = 3 . 1 0 0 k g / mR T 8 . 3 1 4 1 0 0 . 6 7 6 + 2 7 3 . 1 5?? ?? ? ? ② 液相平均密度 液相平均密度依下式計(jì)算，即 iim1 = W /ρρ ? 塔頂液相平均密度： Dt = C? ，查有機(jī)液體相對(duì)密度 共 線圖得 33ABρ = 81 2. 5 g / m , ρ = 80 2. 5 kg / m 31ρ 8 1 1 .9 9 4 k g / m0 .9 5 / 8 1 2 .5 0 .0 5 / 8 0 2 .5L D m ??? 進(jìn)料板液相平均密度： Ft = C? ，查有機(jī)液體相對(duì)密度 共 線圖得 33ABρ = 8 0 0 k g / m , ρ = 7 9 2 .5 k g / m 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 A3L F m0. 42 0 78w = = 0. 38 00. 42 0 78 + 0. 58 0 921ρ = = 79 5. 33 3k g / m0. 38 0 / 80 0 + 0. 62 0 / 79 2. 5??? 精餾段液相平均密度為 3L D m L F mLm ρ + ρ 8 1 1 .9 9 4 + 7 9 5 .3 3 3ρ = = = 8 0 3 .6 6 4 k g / m22 塔釜液相平均密度： Cmt ??? 查有機(jī)液體相對(duì)密度共線圖得 33ABρ 7 8 1 .2 k g / m , ρ = 7 8 1 .0 k g / m? ?? 31 78 1. 00 2 kg / m0. 01 2 / 78 1. 2 0. 98 8 78 1. 0LW m? ???? 提留段的平均密度為： 3L W m L F mLm ρ + ρ 7 8 1 .0 0 2 7 9 5 .3 3 3ρ = 7 8 8 .1 6 8 k g / m22 ?? ?? 液體平均表面張力 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 Lm i iσ = α σ?? 化工系課程設(shè)計(jì) 10 塔頂液相平均表面張力： Dt = C? ，查有機(jī)液體表面張力共線圖得： 3 3ABσ = 2 1 . 2 1 0 N / m , σ = 2 1 . 4 1 0 N / m?? 3L D mσ = 0 . 9 5 7 2 1 . 2 + 0 . 0 4 3 2 1 . 4 = 2 1 . 2 0 9 ( 1 0 N / m )? ? ? 進(jìn)料板液相平均表面張力： Ft = C? ，查有機(jī)液體表面張力共線圖得： 3 3ABσ = 1 9 . 8 1 0 N / m , σ = 2 0 . 2 1 0 N / m?? 3L F mσ = 0 . 4 2 0 1 9 . 8 + 0 . 5 8 0 2 0 . 2 = 2 0 . 0 3 2 ( 1 0 N / m )? ? ? 精餾段液相平均表面張力為 3L D m L F mLm σ + σ 2 1 .2 0 9 + 2 0 .0 3 2σ = = = 2 0 .6 2 1 ( 1 0 N / m )22 ? 塔釜液相平均表面張力 由 Cmt ???，查手冊得 3 3ABσ = 1 7 .9 2 1 0 N / m , σ = 1 8 .6 8 1 0 N / m???? 3L W mσ = 0 . 0 1 2 1 7 . 9 2 + 0 . 9 8 8 1 8 . 6 8 = 1 8 . 6 7 1 ( 1 0 N / m )? ? ? 提 餾 段液相平均表面張力 3L W m L F mLm σ + σ 18 .6 71 20 .0 32σ = = = 19 .3 52 ( 10 N / m )22 ?? ? 液相平均粘度 液相平均粘度依下式計(jì)算，即 LDm i iμ = x u? 塔頂液相平均粘度： Dt = C? ，查液體粘度共線圖得： ABμ = 0 . 3 0 0 m P a s , μ = 0 . 3 3 0 m P a s? ? ? ? 計(jì)算得： L D mμ = 0 . 9 5 7 0 . 3 0 0 + 0 . 0 4 3 0 . 3 3 0 = 0 . 3 0 1 m P s? ? ? 進(jìn)料板液相平均粘度： Ft = C? ，查液體粘度共線圖得： ABμ = 0 . 2 5 5 m P a s , μ = 0 . 2 9 0 m P a s? ? ? ? 計(jì)算得： L F mμ = 0 . 4 2 0 0 . 2 5 5 + 0 . 5 8 0 0 . 2 9 0 = 0 . 2 7 5 m P a s? ? ? 精餾段液相平均粘度為： L D m L F mLm μ + μ 0. 30 1 + 0. 27 5μ = = = 0. 28 8 m P a s22 ? 化工系課程設(shè)計(jì) 11 塔釜液相平均粘度 由 Cmt ???，查手冊得 3 3AB= 1 9 .8 1 0 N / m , = 2 4 .0 1 0 N / m?????? 3L W m = 0 . 0 1 2 1 9 . 8 + 0 . 9 8 8 2 4 . 0 = 2 3 . 9 5 0 ( 1 0 N / m )? ? ? ? 提 餾 段液相平均粘度為 L W m L F mLm + 2 3 .9 5 0 + 0 .2 7 5= = = 0 .1 4 9 N / m )22??? ? 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 ① 最大空塔氣速和空塔氣速 最大空塔氣速計(jì)算公式： LVmax Vρ ρu = C ρ 精餾段的氣、液相體積流率為： 3VmsVm 3 3LmsLmVM = = = / s3600 ρ 3600 LM = = = 10 m / s3600 ρ 3600 ??? ?? 提 餾 段的氣，液相體積流率為 3VmsVmVM 9 1 .5 6 4 8 6 .9 3 2V = = = 0 .7 1 3 m / s3600 ρ 3 6 0 0 3 .1 0 0?? ?? ? ? 3 3LmsLmLM 1 1 4 .7 3 0 8 8 .9 7 6L = = = 3 .5 9 8 1 0 m / s3600 ρ 3 6 0 0 7 8 8 .1 6 8?? ?? ?? ? 精餾段塔徑 式中 C 由式 20 σC = C ( )20計(jì)算，其中的 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標(biāo)為 ： 31 / 2 1 / 2s Lms V mL ρ 1 . 7 4 3 1 0 3 6 0 0 8 0 3 . 6 6 4( ) = ( ) = 0 . 0 4 0V ρ 0 . 7 2 8 3 6 0 0 2 . 8 2 3??? ?? 取板間距 TH = ，板上液層高度 Lh = m ，則 化工系課程設(shè)計(jì) 12 TLH h = 0 .4 5 0 .0 5 = 0 .4 m 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得 20C = 0. 2 0. 2Lm20 σ = C ( ) = 5 ( ) = 5520 20? L m V mm a xVmρ ρ 8 0 3 . 6 6 4 2 . 8 2 3u = C = 0 . 0 8 5 5 = 1 . 4 4 0 m / sρ 2 . 8 2 3? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 ： m a xu = 0 . 6 u = 0 . 6 1 . 4 4 0 = 0 . 8 6 4 m / s? ② 塔徑 s4V 4 0 . 7 2 8D = = = 1 . 0 3 6 mπ u 3 . 1 4 0 . 8 6 4? ? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 2 2 2T π πA = D = 1. 0 = 0. 78 5 m44 ?? 氣體的實(shí)際氣速： sTV 0 .7 2 8u = = = 0 .9 2 7 m / sA 0 .7 8 5 提 餾 段塔徑 31 / 2 1 / 2s Lms V mL ρ 3 . 5 9 8 1 0 3 6 0 0 7 8 8 . 1 6 8( ) = ( ) = 0 . 0 8 0V ρ 0 . 7 1 3 3 6 0 0 3 . 1 0 0?? ? ?? ??? ? 取板間距 0 . 4 5 , h = 0 . 0 7 mTLHm? 板 上 層 液 高 度 則 h m???? ，查圖得 20C =? 。 n —— 實(shí)際塔板數(shù)； nF——— 進(jìn)料板數(shù)； HF—— 進(jìn)料板處板間距， m； pn —— 人孔數(shù)； BH —— 塔底空間高度， m； PH —— 設(shè)人孔出的板間距， m； DH —— 塔頂空間高度， m； 1H —— 封頭高度， m； 2H —— 裙座高度， m ( 2 5 1 2 1 ) 0 . 4 5 0 . 5 2 0 . 6 1 . 8 0 . 4 5 1 . 0 0 . 4 8 2 . 5H ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 化工系課程設(shè)計(jì) 14 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì) 算 ： 因塔徑 D= m ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。 ④ 降液管底隙高度 0h 化工系課程設(shè)計(jì) 15 sowoLh=3600l u? 取降液管底隙的流速 u = m/ s? ，則 3sowowoL 3 6 0 0 1 .7 4 2 1 0h = = = 0 .0 2 9 m3 6 0 0 l u 3 6 0 0 0 .6 6 0 .0 9h h = 0 .0 3 7 0 .0 2 9 = 0 .0 0 8 m 0 .0 0 6 m???? ?? 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 塔板布置 取邊緣區(qū)寬度 0 . 0 6 , 0 . 0 7 mcSW m W??破 沫 區(qū) 寬 度 。 液沫夾帶 液沫夾帶量由式 3. 26 αv 10e= σ H h??? ????計(jì)算，其中 ? 即 化工系課程設(shè)計(jì) 18 6 3 . 2v 35 . 7 1 0 1 . 0 0 0e = ( ) = 0 . 0 1 0 k g / k g 0 . 1 k g / k g2 0 . 6 2 1 1 0 0 . 4 5 0 . 1 2 5? ? 液 氣 液 氣 故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量 ve 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 dH 應(yīng)服 從下式的關(guān)系，即 d T wH (H + h )? 苯 甲苯物系屬一般物系，取 =? ，則 Tw( H + h ) = 0 . 5 ( 0 . 4 5 + 0 . 0 3 7 ) = 0 . 2 4 4 m? ? 而 d p L dH = h + h + h 板上不設(shè)進(jìn)口堰， dh 可由式 2doh = (u )? 計(jì)算，即 32 2 2 3 do 0 1 . 7 4 2 1 0h = 0 . 1 5 3 ( ) = 0 . 1 5 3 ( u ) = 0 . 1 5 3 ( ) = 1 . 2 6 7 1 0 m0 . 6 6 0 . 0 2 9SwLlh??? ???液柱