【正文】 M=﹢（）=㎏／kmol D=+﹙)=㎏／kmolW故質(zhì)量流量： = D =㎏／h39。WM =F =㎏／h39。??? =39。 125= kmol/h?V)1(39。39。1 ???nwnnVWxLy 由于塔頂是全凝器所以有 ????由精餾段操作線方程 y=+ 得 y2=由平衡線方程可得 ???x同理可算出如下值：y3=。x4=y5=。x6=y7=。x8=x所以第八塊為進(jìn)料板，以下交替使用提留操作線方程與相平衡方程 y9=。x10=y11=。x12=吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)10y13=。x14=y15=。對于苯(A)，其中 ， 即：?????℃時(shí)，?當(dāng) ,1 ,1..lg ????℃時(shí)， ,2 ,24..l .9/93LA LAs???對于甲苯(B)，其中 ， 即：.????℃時(shí)，吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)11,1 , ??? ??????℃時(shí)， ,2 , .637/3L Ls? ?又精餾段的液相組成： ???FDx提餾段的液相組成： .精餾段的平均液相粘度：?????,1,1,????????????? 提餾段的平均液相粘度： ,2,1,??精餾段的板效率 ???? ,?? ?????? 提餾段的板效率 . .,22491 實(shí)際板數(shù)的計(jì)算 （ 塊 ）（ 塊 ），提提 精精 ,P??ET全塔所需實(shí)際塔板數(shù)： ，實(shí)際加料板為第?)(29154塊提精 ??PPN15 塊板.吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)12第二章 精餾塔主要工藝尺寸的設(shè)計(jì) 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作壓力計(jì)算塔頂壓強(qiáng) =，DP每層塔板壓降 ΔP=，進(jìn)料板壓力 =+15=，F(xiàn)塔底壓力 =+29=精餾段平均操作壓強(qiáng) P m=(+)/2= 提餾段平均操作壓強(qiáng) p m’=(+)/2= 全塔平均操作壓力 ??? 液相平均表面張力計(jì)算液相平均表面張力計(jì)算依公式 Lm?= i??? 計(jì)算表 28 液體表面張力 ?[1]溫度 t ，℃ 80 90 100 110 120A?苯 mN/m B 甲 苯 mN/m 用內(nèi)插法求 DFWtt、 、 下苯，甲苯的表面張力。熱量衡算：由上面知道塔頂溫 =℃， =℃， =℃DtWtFt由不同溫度下苯和甲苯的摩爾汽化熱公式：C p=a+bT+cT2查表得，對于苯，a=,b=,c=對于甲苯，a=,b=,c=求得在 、 、 下的苯和甲苯的汽化熱（單位： ） ， 和DtFwt /()kJmolK?1pC分別代表苯和甲苯的汽化熱。?/()kJmol??/()kJolK?21DpDCxx??? =()? = /()kJmolK?回流液組成與塔頂組成相同吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)15 ./DDQLCpt kjh????（3）塔頂餾出液的焓因餾出口與回流口組成一樣，所以 ./()pkJmolK? h?? ?（4）冷凝器消耗的焓 C ?????（5）進(jìn)料口的焓 FkJ/h1293t?（6）塔底殘留液的焓 ????（7）再沸器 （全塔范圍列衡算式）B塔釜熱損失為 ，則10%.?設(shè)再沸器損失能量 損 ， 損 QBFCWD??加熱器實(shí)際熱負(fù)荷 ??=QB=表格 15 熱量衡算表項(xiàng)目 進(jìn)料 冷凝器 塔頂餾出液 塔底殘液 再沸器平均比熱kJ/() 熱量 kJ/h 1291939 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算塔頂平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算由 , 可知： ?????????????11. 5LDx進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算由 ，x F= 可知：?????./VmABMyMkgmol????????kmolgxxFFL /25)(塔釜平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)16由 ,由相平衡方程得:?? ??????????? .3. 7Lwxx精餾段平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 ???56LM提餾段平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 ???54L m 平均密度 [3]計(jì) 算氣相平均密度計(jì)算表 25 苯和甲苯的不同溫度下密度 [2]溫度 t ，℃ 80 90 100 110 120L?， 苯 3kg/m815 ,甲 苯810 已知混合液密度：1ABLa???。Dt=℃ ?????3/..2L3/??????3/kgm吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)17℃???????3/.. LL?3/???FLLF??3/kgmWt=℃ ??????3/.. L3/??????3/kg所以精餾段: 3/kgm提餾段: ??WFL?3/k氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算,即 精餾段 ????????? 提餾段 32../.Vm （1）精餾段的氣液體積流率： 由精餾段的氣液負(fù)荷：V=， L=：???? （2）提餾段的氣液體積流率： 由提餾段的氣液負(fù)荷 V= Kmol/h L=吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)18 ???????? 塔體工藝尺寸的計(jì)算 精餾塔塔徑的計(jì)算（1）精餾段塔徑 D 的計(jì)算選板間距 =，取板上液層高度 = ，故 － = 0396.)(21?VLS?查化工原理課程設(shè)計(jì) P 得 ，C 20=依式 校正到物系張力為 ：)(?C? smUVL/361.???取安全系數(shù)為 = = =??則精餾段塔徑 D= ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔經(jīng)圓整為 D=則精餾段塔截面積為 AT= 222().7854Dm??? 實(shí)際空塔氣速為 U= .6/785sVs?（2）提餾段塔徑 D 的計(jì)算：選板間距 =，取板上液層高度 = ，故 － = ()().5SLVs????查化工原理課程設(shè)計(jì) P 得 ，C 20= 108依式 校正到物系張力為 ：)(?C?吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)19 ()7()..8./LCUms?????取安全系數(shù)為 = = =?提餾段塔徑 D= ??? 按標(biāo)準(zhǔn)塔經(jīng)圓整為 D=提餾段塔截面積為 At= 222(.0).7854Dm??實(shí)際空塔氣速為U= ./8ms? 精餾塔有效塔高的計(jì)算1) 精餾段有效塔高的計(jì)算 Z 精 =（N 精 1） HT=(141) =?? 2) 提餾段有效塔高的計(jì)算 Z 提 ＝（N 提 －1） HT=(151) = 選取進(jìn)料板上方、精餾段一處及提餾段一處各留一人孔且人孔高度 h=所以可知精餾塔有效塔高： Z=Z 精 +Z 提 +3h=++3*= 塔板工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置的設(shè)計(jì)由精餾段塔徑 D= 則溢流裝置可采用單溢流，弓型降液管，平行受液盤及平直溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。5) 降液管底隙高度 h 的計(jì)算0取液體通過降液管底隙的流速 ，則降液管底隙高度 h 可依下式計(jì)smu/08.39。 浮閥布置設(shè)計(jì)浮閥的形式很多，如 F1 型、十字架型、V4 型、A 型、VO 型等，目前應(yīng)用最廣泛的是 F1 型（相當(dāng)于國外 V1 型） 。V4 型基本上和 F1 型相同，除采用輕閥外，其區(qū)別僅在于將塔板上的閥孔制成向下彎的文丘里型以減小氣體通過閥孔阻力，主要用于減壓塔。閥孔一般按正三角形排列，常用中心距有 7100、12150mm 等幾種，它又分為順排和錯(cuò)排兩種，通常認(rèn)為錯(cuò)排時(shí)兩相接觸情況較好，采用較多。此時(shí)多固定底邊尺寸 B,例如 B 為 70、780、90、100、110mm 等。當(dāng)氣體流量已知時(shí)，由于閥孔直徑給定，因而塔板上浮閥的數(shù)目 N 即浮閥數(shù)就取決于閥孔的氣速 ,并可按下式求得：0u 204SVndu?? 閥孔的氣速 常根據(jù)閥孔的動(dòng)能因子 來確定。綜合考慮 對塔板效率、壓力降和V? 0生產(chǎn)能力等的影響，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取 =8～12，即閥孔剛?cè)_時(shí)比較適宜，由此0可知適宜的閥孔氣速為 0VFu??①塔板分塊因 D=1000mm800mm，故采用分塊塔板，查表的分為三塊。③浮閥數(shù)目，閥孔排列及塔板布置預(yù)選取發(fā)空功能因子 F 0=12精餾段： 0127./.8vums???每層塔板上的浮閥數(shù)目 (39).4sVNdu???個(gè)吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)22 22Aarcsin180p XxRXR??????????鼓 泡 面 積 其中 R=D/2–W C=–= x=D/2–（W d+WS）=–= 22212 ).5sin)187pAm????（ （ ） － （ ＋ （ ）提餾段：??(39)??