【正文】 K m o lKgM L F M 9 6 )0 1 4 7 (260 1 4 7 ?????? 精餾段平均摩爾質(zhì)量： K m o lKgM VM )( ??? K m o lKgM LM )( ??? 平均密度的計(jì)算 a)氣相平均密度的計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算： 3V /)( mKgRT MPmmmm ??? ???? b)液相平均密度的計(jì)算 液相平均密度依據(jù)下式計(jì)算： iiLma?? ??1 c)塔頂液相平均密度的計(jì)算： 由 CTD 030? ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： mKga ?? 3893 mKgb ?? )( 1 mKgL D m ???? d)進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算： 由 CTF 05? ， 查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： mKga ?? 3968 mKgb ?? 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率： 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 00 620 )01 (2601 2601 ????? ??Aa 3L F m /)970/???（? e)精餾段液相平均密度的計(jì)算： )( mKgL F m ???? 液相平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力依據(jù)下式計(jì)算： ?? iiLm x?? a)塔頂液相平均表面張力的計(jì)算： 由 CTD 030? ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： mmNA ?? mmNB ?? mmNL F M )( ??????? b)進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算： 由 CTF 05? ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： mmNA ?? mmNB ?? mmNL F M )( ??????? c)精餾段液相平均表面張力： mmNLM )( ???? 液體平均黏度的計(jì)算 液體平均黏度依據(jù)下式計(jì)算： ?? iiLm x ?? lglg a)塔頂液相平均黏度的計(jì)算： 由 CTD 030? ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： smpaa ?? ? smpab ?? ? )( LgLgLg L F M ????? 解得： sm paLD M ?? ? b)進(jìn)料板液相平均黏度的計(jì)算： 由 CTF 05? ， 查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： smpaa ?? ? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 sm p ab ?? ? 2 1 8 7 )0 1 5 0 (0 6 1 5 0 LgLgLg L F M ????? 解得： sm p aLD M ?? ? c)精餾段液相平均黏度的計(jì)算： sm p aLM ???? 1 1 2 )(? 低沸精餾塔的塔體工藝尺寸的計(jì)算 圖 24 為低沸精餾塔示意圖。各項(xiàng)計(jì)算如下： a)堰長 WL m5 2 ???? DL W b)溢流堰高度 Wh 由 OWLW hhh ?? ，選用平直堰，堰上液層高度 OWh 由化工設(shè)計(jì)書 11P 式 3/2 ????????? WhOW lLEh 近似取 E=1，則 mlLEh w how ) (11000 )(1000 323/2 ?????? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 取板上清液層高度 mm40?LH ，故 ???W c)弓形降液管寬度 DW 和截面積 FA 由 ?DLW 由化工設(shè)計(jì)書 12P 得 ?TF AA ?DWD 故 mDW D ???? 20 3 0 7 2 7 2 mAA TF ???? 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即 ssL HAh T F ??? ????? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 塔板布置 ? 塔板的分塊 由化工設(shè)計(jì)書 18P ，因 mmD 800800 ?? 故塔板采用整塊式。 ??? 。篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為： 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 mmd 15533t ???? 由化工設(shè)計(jì)書 14P ，篩孔數(shù)目 n為： 22 ???? t An a 由化工設(shè)計(jì)書 14P ，開孔率為： % 2200 ????????????????? tdAAa? 氣體通過閥孔的氣速為： smAVu oso / ???? 低沸塔接管的選型 進(jìn)料管的選型計(jì)算 進(jìn)料流量 hKmo lF 463? 進(jìn)料的平均摩爾質(zhì)量 hK mo lM L F M ? 進(jìn)料的 平均密度 mKgL F M ?? ?? 由化工原理書 20P 得： uqvd ? 一般液體流速為 sm3~ ，氣體流速為 sm30~10 由 hmMFq L F Mv ????? ? ，取 smu 2? 則 mmmuqvd 3600/ ????? 由化 工原理書 381P 附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用： mmmm 473 ?? ，其內(nèi)徑為 mmd 65)42(73 ???? 塔頂氣體進(jìn)入冷凝管的選型計(jì)算 塔頂氣體流量 hK m olV ? 塔頂氣體的平均摩爾質(zhì)量 K molKgM V D M ? 由 CTD 030? ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： mKga ?? 3894 mKgb ?? ? ? 3/???? 塔頂氣體的平均密度 mKg?? 由化工原理書 20P 得： 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 uqvd ? 一般液體流速為 sm3~ ，氣體流速為 sm30~10 由 hmMVq V DMv 36 1 3 ????? ?， 取 smu 20? 則 mmmuqvd 3600/ ????? 由化工原理書 381P 附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用： mmmm 8351 ?? ，其內(nèi)徑為 mmd 335)82(351 ???? 塔頂回流管的選型 計(jì)算 塔頂回流量 hKm olL ? 塔頂回流的平均摩爾質(zhì)量 K molKgM L D M ? 塔頂回流的平均密度 5 1 mKgL DM ?? ?? 由化工原理書 20P 得： uqvd ? 一般液體 流速為 sm3~ ，氣體流速為 sm30~10 由 hmMLqv L DM 5 6 1 ????? ?，取 smu ? 則 mmmuqvd 3600/ ????? 由化工原理書 381P 附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用： mmmm 454 ?? ，其內(nèi)徑為 mmd 46)42(54 ???? 塔底出液管徑的確定 塔底 出液量 hKmolW 443? 塔底出液的平均摩爾質(zhì)量 K m o lKgM W ? 由于塔底出液含有 % 的氯乙烯，塔底出液的平均密度近似為氯乙烯在 C050 的密度。 ?? 塔底蒸汽的平均摩爾質(zhì)量 K molKgMM W ?? 塔底蒸汽的平均密度 3855 mKg?? 由化工原理書 20P 得： uqvd ? 一般液體流速為 sm3~ ，氣體流速為 sm30~10 由 hmMVq Wv ????? ? ，取 smu 15? 則 mmmuqvd 3600/ ????? 由化工原理書 381P 附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用： mmmm ?? ，其內(nèi)徑為 mmd 25)(32 ???? 3 高沸精餾塔工藝設(shè)計(jì) 高沸塔的物料衡算 在高沸塔中，主要進(jìn)行氯乙烯和二氯乙烷的分離。 原料液及塔頂，塔底的摩爾分率 氯乙烯的摩爾質(zhì)量 K m o lKgM A ? 二氯乙烷的摩爾質(zhì)量 Km olKgM B 99? 進(jìn)料： ???Fx 塔頂： ???Dx 塔底： ???Wx 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 F=氯乙烯 二氯烷 D=432kmol/h氯乙烯 氯乙烷 W=氯乙烯 氯乙烷 原料液及塔頂，塔底的平均摩爾質(zhì)量 K m o lkgM F )9 8 7 ( 8 7 ?????? K m o lKgM D )9 9 9 ( 9 9 ?????? K m o lKgM W )0 0 1 4 ( 0 1 4 ?????? 物料衡算 原料液處理量： hk m olF / ?? 總物料衡算： WDF ?? WD?? 氯乙烯的物料衡算： WD ????? 0 0 1 4 9 9 8 7 3 7 解出： hKmo lD 432? hKmo lW ? 圖 31 高沸精餾塔 表 31 高沸塔物料衡算計(jì)算結(jié)果 組分 進(jìn)料 F 塔頂 D 塔底 W 流量 hKmol 432 由表 31 可知物料平衡。 精餾塔的氣液相負(fù)荷 hK m o lRDL 2 1 64 3 ???? hK m o lDRV 6 4 84 3 2)()1( ?????? hk mo lFLL / 5 3 72 1 6 ?????? hk mo lVV /6 4 8??? 求操作線方程 精餾段操作線方程： ???? xxVDxVLy D 提餾段操作線方程： 0000 ?????????? xxVWxVLy W 圖解法求理論板層數(shù) 采用圖解法，如圖 33 所示，求得理論板層數(shù)為：總理論板層數(shù) NT=，進(jìn)料板位置 NF=2。 所以：精餾段實(shí)際板層數(shù) N 精 =1/≈4 提餾段實(shí)際板層數(shù) N 提 =≈19 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 高沸塔其他物性數(shù)據(jù)的 計(jì)算 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算，以精餾段為例進(jìn)行計(jì)算： 操作壓力計(jì)算 塔頂操作壓力 K P aP D 5 13 5 0 1 ??? 每層塔板壓降 KPaP ?? 進(jìn)料板壓力 K P aP F ???? 精餾段平均壓力 K P aP M 5 22) 5 5 1( ??? 操作溫度的計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中氯乙烯和二氯乙烷的飽和蒸汽壓由安托尼方程計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度： 20?DT ℃ 進(jìn)料板溫度： 50?FT ℃ 精餾段平均溫度： 352)5020( ???MT ℃ 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： ?? LD YX 查平衡曲線得 ?LX K m o lKgM V D M 5 2 1 )9 9 9 ( 9 9 ?????? K m o lKgM L D M )9 9 0 ( 9 0 ?????? 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： 由圖解理論板得： ?FY 查平衡曲線得： ?FX K m o lKgM V F M )( ?????? K m o lKgM L F M )( ?????? 精餾段平均摩爾質(zhì)量： K m o lKgM VM )( ??? K m o lKgM LM