【正文】 .5 6 5 3 .3 2 3 5 .9 422L L F M??? ? ? ???mN/m 提餾段液相平均表面張力 為 LM′ = 5 3 .3 2 5 8 .7 8 5 6 .0 522L F M L W ?? ? ? ???mN/m 液體平均粘度計(jì)算 液相 平均粘度以下式計(jì)算，即 lg LM= Xilg i 塔頂液相平均粘度計(jì)算 由 tD=℃查手冊得 甲 = 水 = lg LDM=XDlg 甲 +（ 1XD） lg 水 =（ ） +（ ） lg （ ） = — LDM= 進(jìn)料板液相平均粘度計(jì)算 由 tF=℃查手冊得 甲 = 水 = lg LFM=XFlg 甲 +（ 1XF） lg 水 = ()+()lg ()=— LFM= 由 tw=℃ 查手冊得 甲 = 水 = lg LWM=Xwlg 甲 +(1Xw)lg 水 =()+()lg ()= LWM= 精餾段液相平均黏度 為 LM= + 0 .3 2 9 2 0 .3 5 0 .3 3 9 722L D M L F M? ? ??? 提餾段液相平均黏度為 LM′ = 0 .2 8 8 8 0 .3 5 0 .3 1 9 422L F M L W ?? ? ? ??? 五 精餾塔的塔體工藝尺寸 計(jì)算 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣液相體積流率為 Vs= 9 0 .6 6 2 8 .9 2= = 0 .6 6 5 73 6 0 0 3 6 0 0 1 .0 9 4vm vmVM ??ρ m /s Ls= 5 9 .1 8 2 6 .3 2= = 0 .0 0 0 5 3 13 6 0 0 3 6 0 0 8 1 4 .8lm lmLM ??ρ m /s 提餾段 的氣液相體積流率為 Vs′ = 9 0 .6 6 2 2 .0 4= = 0 .6 5 8 63 6 0 0 3 6 0 0 0 .8 4 2 7vmvmVM ????ρ m /s Ls′ = 1 7 4 . 7 5 1 9 . 5 0= = 1 .0 2 93 6 0 0 3 6 0 0 9 1 9 .4 8lmlmLM ????ρ 103 精餾段 umax= LVVc??? 式中 C 由 C20 求取， C20 可通過查圖（ P129 頁）篩板塔的泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖的橫坐標(biāo) 功 能參數(shù) 0 .0 0 0 5 3 1 8 1 4 .8= = 0 .0 2 1 7 70 .6 6 5 7 1 .0 9 4sLsVLV ?? 取板間距 HT=（通過篩板塔的的泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖）（書 P129 圖 1042）得到 C20= C=C20（ 20dL ） = ( ) = 最大空塔氣速 umax= 8 1 4 .8 1 .0 9 4= 0 .0 7 4 6 = 2 .0 8 5 /1 .0 9 4LVVc m s??? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速 u== =D= 4 4 0 .6 6 5 7= = 0 .7 1 33 .1 4 1 .6 6 8sV mu? ? ? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后 D=（據(jù)書 P129 表 101） 塔截面積為 AT= 3 .1 4 0 .8= = 0 .5 0 2 444D? ?178。該物系屬易分離系，最小回流比，故操作回流比取最小回流比的 2 倍。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)加熱器至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。設(shè)計(jì)計(jì)算 一 設(shè)計(jì)方案的確定 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離甲醇 水混合物。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)產(chǎn)品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。 178。 實(shí)際空塔氣速 u= 0 .6 6 5 7= = 1 .3 2 5 /0 .5 0 2 4sTV msA m ax= = 實(shí) (安全系數(shù)在允許范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求 ) 提餾段同理查閱得 C20 sLsVLV? ??? ?? = 10 ?? = 查表得 HT= C20′ = C′ =C20′ (20L??)=( )= Umax′ =C′ LVV??????? = 8 427? =同上取安全系數(shù) u′ = Umax′ = =D′ = 4sVu???= 4 ??= 圓整取 D′ = 同上 AT′ =㎡ 實(shí)際空塔氣速 u′ =T0 .6 5 8 6 1 .3 1 3A 0 .5 0 2 4sV ? ??? m ax1 .3 1 3= = 0 .4 62 .8 4uU ? ? （符合安全系數(shù)范圍，設(shè)計(jì)合理） 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 Z 精 =（ N 精 1） HT=（ 91） = 提餾段有效高度為 Z 提 =（ N 提 1） HT=（ 101） = 在加 料板上設(shè) 一人孔，其高度為 故精餾塔的有效高度為 Z=Z 精 +Z 提 +=++= 六 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤 ⑴堰長 lw 取 lw== ⑵溢流堰高度 hw 由 hw=hL— how 選用平直堰，堰上液層高度 how= ( ) /31000 hwLE l 178。mm how′ = 2 .8 4 0 .0 0 1 0 2 9 3 6 0 01 .0 3 ( ) /3 = 1 1 .3 11 0 0 0 0 . 4 8??? 178。 h。 u。 = 3 6 0 0 0 .0 0 0 5 3 1 = 0 .0 1 3 8 3 0 . 0 0 6 m3 6 0 0 0 .4 8 0 .0 8 m??? 提餾： h。178。） x= 2D — (wd+ws)= 0 .8 0 .0 8 0 .0 4 = 0 .2 82 m R= 2D — wc= = m 故 A =2（ 3 .1 4 0 .3 7 0 .2 80 .3 7 0 .2 8 + s in1 8 0 0 .3 7? 178。 178。 185。 = 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 t=。 175。 178。 ） 2= （ ） 2=% 氣體通過閥孔的氣速 精餾段 u?！?= 0 .6 5 8 6= = 1 8 .8 4 /0 .0 9 4 4 0 .3 7 0 3Vs ms??? ? ? (七 )塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板壓降 ⑴干板阻力 hc計(jì)算：（由 = =?。 =） ① hc= 1 9 . 0 4 1 . 0 9 40 . 0 5 1 ( ) = 0 . 0 5 1 ( ) = 0 . 0 3 6 90 .8 2 8 1 4 .8VLu mc ??。 178。 ρ178。ρ 液柱 ⑵ 氣體通過液層的阻力 hl及 hl′ ① ua= 0 .6 6 5 7= = 1 .3 9 7 7 /0 .5 0 2 4 0 .0 2 6 1 2sTfV msAA? F。 /(. )sm189。 = 得 = hc= hL= （ hw+how） =（ +） = ② ua? = 0 .6 5 2 7= = 1 .3 7 1 /0 .5 0 2 4 0 .0 2 6 1 2sTfV msAA?? F。 /(. )sm189。 175。 175。 h ? = 4 4 5 6 . 0 5 1 0= = 5 . 5 1 1 0 = 0 . 0 0 5 5 19 1 9 . 4 8 9 .8 1 0 . 0 0 4 5LL mmgd? ? ? ?? ? ? 液 柱。39。 179。 179。 液沫夾帶 液沫夾帶量 ev 及 ev′計(jì)算 按經(jīng)驗(yàn)，一般 hf== = ev= 5 .7 6 1 0 ()aL T fuHh? ? ?ˉσ 6 = 5 .7 6 1 0 1 .3 9 7 7()3 5 .9 4 1 0 0 .3 5 0 .1 5? ?? ˉ ˉ179。6 = Kg液 /Kg 氣 Kg液 /Kg氣 故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量 ev 及 ev′ 在允許范圍內(nèi) 漏液 對篩板塔，漏液氣速 minu。 ， ）由下式計(jì)算 ①LLm i n ( 0 . 0 0 5 6 + 0 . 1 3 h h ) ( 0 . 0 0 5 6 + 0 .1 3 0 . 0 6 0 . 0 0 3 9 9 ) 8 1 4 . 8u = 4 . 4 = 4 . 4 0 . 8 1 = 9 . 4 3 5 /0 1 . 0 9 4vC m s? ? ? ? ????。 σ ρρ實(shí)際孔速 u。 ， 穩(wěn)定系數(shù) K=m in1 9 .0 4= = 2 .0 2 1 .5, 9 .4 3 5uu 。 ， ?！?= minu?。 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高 Hd 及 Hd′應(yīng)服從下式 Hd≤ （ HT+hw） [ 取 ]； Hd′≤ （ HT′ +hw′ ） （ HT+hw） =（ +） = （ HT′ +hw′ ） =（ +） = m液柱 而 Hd=hp+hL+hd； Hd′ = hp′ +hL′ +hd′ 板上不設(shè)進(jìn)口堰 hd= 0. 153 ( u ) =0 .15 3 8 = 0. 001 m??。 178。 178。=20℃ t2180。= 1212180。ln 180。= v180。= =180。= 1100+（ ） 2400=2396 KJ/Kg 180。 180。= 180。 6 0 0 2 0 .2mQ mKt ?? 179。Δ 設(shè)備型號 公稱直徑 公稱壓力 管程數(shù) 管子根數(shù) 中心排管數(shù) 管程流通面積 換熱管長度 計(jì)算換熱面積 25 700mm 4 322 21 ㎡ 4500mm ㎡ （十）餾塔接管尺寸計(jì)算 接管 ①進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管， 管徑計(jì)算如下： D= 4sFVu? 取 Fu =25℃進(jìn)料，此溫度下 甲 =（查化工原理（上）附錄） LP= 11= = 944 .34 /1 0. 208 7 1 0. 208 7++786 .9 996 .95FF K g mxx甲 水179。ρ D= 4 4 0 .0 0 0 7 4 3= = 0 .0 2 4 = 2 43 .1 4 1 .6FsV m m mu? ? ? 查標(biāo)準(zhǔn)系列 取 32 3 ② 回流管 采用直管回流管 取 uR=DR= 4 4 4 0 .0 0 0 5 3 1= = = 0 .0 6 53 .1 4 1 .6sRRV Ls muu?? ?? ? 查表取 89 4 ③ 塔釜出料管 取 uw=Dw= 4 4 4 1 . 0 2 9 1 0= = = 0 . 0 2 9 = 2 93 .1 4 1 . 6swwV L s m m muu?? ? ? ??180。 查表取 38 3 ④ 塔頂蒸氣出料筒 直管出氣，取出口氣速 u=20m/s D= 4 4 0 . 6 6 5 7= = 0 . 2 0 6 = 2 0 63 .1 4 2 0sV m m mu? ? ? 查表取 273 8 ⑤ 塔釜進(jìn)氣管 采用直管 取氣速 u=23m/s D= 4 4 4 0 . 6 5 8 6= = = 0 . 1 9 1 = 1 9 13 .1 4 2 3sV V s m m muu?? ?? ?180。（選自 《常用化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)》附表 1（ A）橢圓封頭尺寸與質(zhì)量（ JB/T472994） ） ③除沫器 當(dāng)空塔氣速較大帶液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設(shè)置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng) 除沫器，其具有比面積大、質(zhì)量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。ρ，系數(shù)K? =， 8 1 4 .8 1 .0 9 4u = 0 .1 0 7 = 2 .9 2 /1 .0 9 4 ms? 除沫器直徑： 4 4 0 . 6 6 5 7= = = 0 .5 3 93 .1 4 2 .9 2sVDmu? ? ? ④吊柱 塔徑 D=800mm，可選用吊柱 250Kg， S=600mm， L=3150mm， H=900mm，材料用 A3 ⑤ 裙座 塔底采用裙座支撐，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所用它是塔設(shè)備的 主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。 =2200mm；基礎(chǔ)環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取 18mm； 考慮到再沸器，裙座高度取 3m（ H2=3m），此角螺栓直徑取 M30