【正文】 m N / , ?????mLF? 精餾段液相平均表面張力 ? ? m N / ???Lm? 液體的平液均粘度 mLμ, 液相平均粘度依公式 iiLm lgxlg ??? ? 計算 塔頂 由 ?Dt ℃ 查手冊得 12 sm P ,D ??? sm P ,D ??? sm P a3 1 ,LD ??? 進料板 由 ? ℃ 查手冊得 sm P ,LF ??? sm P ,LF ??? sm P a3 3 ,LF ??? 精餾段 ? ? sm P ,L ????? 塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 平均壓強 m39。p 取每層塔板壓降為 塔底操作壓力： k P W ???? 加料板： k P 1 0 5p F ???? 平均壓強 ? ? k P 39。p m ??? 平均溫度 m39。t 塔底為 ℃ ，加料板為 ℃ 提餾段平均溫度 m39。t =℃ 平均分子量 m39。M 塔底 ? ? （查平衡曲線） ? ? k g / k m o 1 1 20 1 0 1 0 m,VW ?????? ? ? k g / k m o 1 1 20 0 0 m,LW ?????? 加料板 ,8 9 39。F39。F ?? （查平衡曲線） ? ? k g / k m o 1 28 9 9 m,VF ?????? 13 ? ? k g / k m o m,LF ?????? 提餾段平均摩爾質(zhì)量 ? ? k g / k m o 39。M m,V ??? k g / k m o )(39。M m,L ??? 平均密度 m39。? 汽相 平均密度 m,V39。? ? ? 3m m,Wmm,V k g / 39。RT M39。p39。 ??? ???? 液相平均密度 m,L39。? 塔底 由 ? ℃ 時，純苯氯苯在任何溫度下的計算 39。A ??? t1 1 1 2 739。B ??? 得 3A kg/m75639。 ?? 3B kg/m98039。 ?? 3m,LWB,LWBA,LWAm,LW k g / ?????????? 進料板：由 ? ℃ 得 3A,F k g / 0 3?? 3B,F k g / 0 2 5?? 進料板液相的質(zhì)量分率 1 A ???? ?? 3m,LFB,LFBA,LFAm,LF kg / 25 ??????????? 提餾段： ? ? 3m,L k g / 3 62/ 9 7 939。 ???? 塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算 塔徑 塔徑的計算 【 9】 精餾段的汽相體積流率 / MqV 3m,V m,VV,ns ?????? 14 精餾段的液相體積流量 / MqL 3m,L m,LL,ns ?????? 按 Smith 法求取允許的空塔氣速 maxu 【 10】 （即泛點氣速 Fu ） 由 ? ? VVLm a x /Cu ????? 式中 C 由公式 20 )20(CC ??其中的 20C 由查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖查取圖 的橫坐標(biāo)為 0028 m,Vm,Lss ?????????????????????? ?????????? 初選塔板間距 mm450HT ? 及板上液層高度 mm60hL ? ，則： 3 9 0 m m60450hH LT ??? 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ? 負荷因子 20 ,L20 ?????????????????? ? ? ? ? 4 3 ,Vm,Vm,Lm a x ???????? m/s 操作氣速 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 m / m a x ?? uu 精餾段的塔徑 ? ? mm1 5 8 00 0 ??????? 圓整取 mm1600D? 塔截面積為 222T m0 0 ?????? 實際空塔氣速為 s/ Ts ??? 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度為 m2 . 2 50 . 4 55H)1N(Z T ????? 精精 提餾段有效高度為 m5 . 40 . 4 512H)1N(Z T ????? 提提 在進料板 ,精餾段，提留段上放開一人孔，其高度為 故精餾塔的有效高度為 ????? 提精 15 塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與計算 溢流裝置 因塔徑 mm1600D? 故采用單溢流型弓形降液管 【 12】 ，凹形受液盤，且不設(shè)進口內(nèi)堰。 溢流堰長 wl 取 w ???? 溢流堰高 wh owLw hhh ?? 對平直堰 ? ? 3/2whow l/ ? 0 2 8 6 0 0l L wh ??? 。 ?? 查液體收縮系數(shù)計算圖，近似取 1E? ，于是： ? ? 0 . 0 0 6 mm0 1 2 ?????? m0 4 7 1 2 ????? owLw hhh 降液管的寬度 dW 和降液管的面積 fA 由 ? 查化工原理課程設(shè)計圖 5— 7 得 ,?? ，即 m2 4 1 5 d ?? 2Tf ?? 液體在降液管內(nèi)的停留時間 ???? （滿足要求） 降液管的底隙高度 oh mhh w 0 4 1 0 4 7 0 ????? （ oh 不宜小于 ~，本結(jié)果滿足要求）選用凹形受液盤，深度 mmhw 5039。 ? 塔板布置 邊緣區(qū)寬度 cW 與安定區(qū)寬度 sW 本設(shè)計取 50Wc? mm 85WW 39。ss ?? mm 16 開孔區(qū)面積 aA 212221222a i 180Rxs i nR180xRx2A??????? ??????????? ?????? 式中 ? ? ? ? m4 7 3 8 4 1 ??????? ????? 開孔數(shù) n 和開孔率 ? 取篩孔的孔徑 mm5do ? ，正三角形排列，篩板采用碳鋼，其厚度 mm4?? ，且取?odt 故 孔心距 mm1553 ???t 每層塔板的開孔數(shù) 6 8 7 63 3 9 0 1 1 5 5 2a2 ????????????????（孔） 每層塔板的開孔率 ? ? ????（ φ 應(yīng)在 5~15%，故滿足要求） 每層塔板的開孔面積 2ao m1 3 5 3 9 0 ????? 氣體通過篩孔的孔速 m /?? 塔板上的流體力學(xué)驗算 氣體通過篩板壓降 ph 和 pp? 的驗算 ???? hhhh lcp 氣體通過干板的壓降 ch 2LV2ooc ??????????????????? 式中孔流系數(shù) oC 由 ??? 查化工原理課程設(shè)計 P115圖 510得出， ? 氣體通過板上液層的壓降 lh ? ? ? ? m0 3 4 1 2 4 7 Lowwl ????????? 17 式中充氣系數(shù) ? 的求取如下 氣體通過有效流通截面積的氣速 au ，對單流型塔板有 m / Vu fT sa ????? 動能因子 )ms/( 2/12/1Va0 ????? 取 ?? （一般可近似取 ~?? ） 【 12】 。 氣體克服液體表面張力產(chǎn)生的壓降 ?h 3oL ??? ???? ?? ?? 氣體通過篩板的壓降（單板壓降） ph 和 pp? m0 8 5 0 2 3 4 4 9 lcp ??????? ? 0 . 8 k P aP a pLp ???????? （滿足工藝要求） 液面落差的驗算 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。 霧沫夾帶量 ve 的驗算 )氣( 滿/ 1 37 hH 3fTaL6V足要求）???????? ?????????? ???? ??? 式中 1 3 7 Lf ???? ，驗算結(jié)果表明不會產(chǎn)生過量的霧沫夾帶。 漏液的驗算 漏液點的氣速 omu ? ?? ?m / / VLLom i n,0??????????? ? 實際孔速 m in,00 us/ ?? 18 篩板的穩(wěn)定性系數(shù) omo ????（不會產(chǎn)生過量液漏） 液泛的驗算 為防止降液管發(fā)生液泛，應(yīng)使降液管中的清液層高度 ? ?wTd hHH ??? dLpd hhhH ??? 4 1 0 0 2 8 5 L1 5 522owsd ????????? ??????????? 5d ????? ? 苯氯苯屬一般物系，取 ? =， ? ? ? ? m2 4 8 4 7 wT ????? ? ?wTd hHH ??? 成立，故不會產(chǎn)生液泛。 通過流體力學(xué)驗算，可認為精餾段塔徑及塔板各工藝結(jié)構(gòu)尺寸合適，若要做出最合理的設(shè)計，還需重 選 TH 及 Lh ，進行優(yōu)化設(shè)計。 塔板負荷性能圖 霧沫夾帶線 以 關(guān) 系如下LV求汽 為為kg/ SSV ?? ， fTaL6v hH ?????? ???? ? 式中 ssfT sa VAA Vu ????? ? ?3/2S3/2s3/2wsowwLf 1 8 L3 6 0 010 0 2 8 4 7 lL3 6 0 0E0 0 2 8 4 7 ????????????????????????????????????????? 將已知數(shù)據(jù)代入 上 式 19 4 3 V5 4 ss36v ??????? ???? ?? 3/2ss ?? （ 11） 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依式（ 11）算出對應(yīng)的 sV 值列于下表 /sm,L 3s /sm,V 3s 依據(jù)表中數(shù)據(jù)做出霧沫夾帶線（ 2) 液泛線 ? ? dowwpwT hhhhhH ?????? 由 OWWLLlclpdLpd hhh。hh。hhhh。hhhH ?????????? ? 聯(lián)立得 ????????????? hhhh)1(h)1(H dcOWWT 忽略 ?h ，將 scsdsOW VhLh,Lh 與，與與 的關(guān)系式代入上式，并整理得 3/2s39。2s39。39。2s39。 LdLcbVa ??? 式中 )l3600)(1(E0 0 2 8 )hl/()1(Hb)()cA(a3/2w39。2ww39。wT39。LV20039。?????????????????? 故3/2s2s2s3/2s2s2s ??? ???（ 22） 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依式（ 22）算出對應(yīng)的 sV 值列于下表： /sm,L 3s /sm,V 3s 依據(jù)表中數(shù)據(jù)做出液泛線（ 5) 液相負荷上限線 20 以 s4LHA s Tf ???作為液體在降液管中停留時間的下限，則 / 3fTm a x,s ????? （ 33） 據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上限線 （ 2) 漏液線 3/2sowwL L1 1 4 ???? 漏液點氣速 VLL0m i n,o /)( ????? ? m in,oom in,s uAV ? 整理得 3/2sm in,s ?? （ 44） 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依式（ 44）算出對應(yīng)的 sV 值列于下表： /sm,L 3s /sm,V 3s 依據(jù)表中數(shù)據(jù)做出漏液線（ 1) 液相負荷下限線 取平直堰堰上液層高度 ? m， ? 0 0 L3 6 0 010 0 2 8 L3 6 0 0E0 0 2 8 3/2s3/2wsow ??????????????????? /sm00 3m in,s ? （ 55） 據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線 (3) 21 在負荷性能圖上做出操作點 A（ ss V,L ）即（ ， ）連接