【正文】 上第三板 的溫度： T2 =（16 ? 3） =℃ 精餾塔進(jìn)料口下第二板 的溫度： T3 =+（ 14 ? 1） =℃ 查 txy圖得組成： x1 = y1= x2 = y2= x3 = y3 = 摩爾質(zhì)量計(jì)算 第二塔板摩爾質(zhì)量計(jì)算：由 x1 = y1=，查平衡曲線（圖 1），得 VmM=y1 MA+(1y1)MB = + ==x1 MA +(1x1 )MB = + =同理可得 2Vm=2LmM= 3Vm=3Lm= Kg/Kmol 12 平均密度計(jì)算 氣相平均密度計(jì)算：由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即： Pm1=P1 Mm/Rt1= （ （ +)） = Kg/m3 同理可得 m2=Pm3=液相平均密度計(jì)算 由 t1 =℃ ,查手冊得ρ A=,ρ B=由 2=℃ ,查手冊得ρ A=,ρ B=由t3=℃ ,查手冊得ρ A=,ρ B=質(zhì)量分?jǐn)?shù) : ω 1=MxMx Mx mBmB mA )1( 11 1 ??= 8 1 1 ??? ?= ω 2= ω 3= ρ Lm1=1/(+)=同理可得 ρ Lm2= 液體平均表面張力計(jì)算 第二塔板液相平均表面張力的計(jì)算：由 TD=℃ ,查手冊得 σ A=σ LDm= +() = 液體平均粘度計(jì)算 第二塔板液相平均粘度的計(jì)算：由 TD=℃ ,查手冊得 μ A= μ B= μ LDm = +() = 六、精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流量為： Vs1=V VmM /(3600 Vm? )= (3600 )= /s Ls1=L LmM /(3600 Lm? )= (3600 )= /s 同理可得 Vs2= /s Ls2= /s Vs3= /s Ls3= /s 13 由 2/1m a x )/)(( VVLCu ??? ?? 式中 C由 )20/( LCC ?? 算得，其中 20C 由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得，圖的橫坐標(biāo)為： )3600*(3600**)(/)/( 2/12/1 ??hhVL VL?? 取板間距 HT=，板上液層高度 hL= 那么 HThL= 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20C = 0 7 1 )20/(*0 7 )20/( ??? LCC ? smCu VVL /))((0 7 1 )/)(( 2/12/1m a x ????? ??? 取安全系數(shù)為 ，那么 u==*=塔徑 D為： muVsD )*4()/4( ????? ? 按標(biāo)準(zhǔn)圓整后取 D= 塔截面積 222 *??? ? 實(shí)際空塔氣速： smAVsu T /8 6 0 ??? 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度： Z 精 =（ N精 1） *HT=15*= 提餾段有效高度： Z 提 =（ N提 1） *HT=13*= 設(shè) 3個人孔，其高度為 . 故精餾塔的有效高度為 Z=++*3+*3= 七、塔板主要工藝尺寸計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D= 故選用單溢流弓形降液管 ,采用凹型受液盤，不進(jìn)口堰，各項(xiàng)計(jì)算如下： 7. lw: 取堰長 lw==*= hw: hw=hLhow ,239。 32. 84 ()1000 how wLhE l? ，近似取 E=1， hL= Lh=Ls*3600=*3600=故 how1= 同理可得 how2= how2= 取板上液層高度 hL= 則 hw1=hLhow == 同理可得 hw2= hw3= 14 圓形降液管寬度 Wd和面積 Af： 由 lw/D=,查弓形降液管的寬度和面積圖可得： Af/AT=， Wd/D= 故 Af=*= ,Wd=*= 驗(yàn)算液體在降液管中的停留時間： sLHA hTf )0 0 1 2 *3600/(**3600/*36001 ???? ?1 5S 同理可得 ?2=5S ?3=5S 故降液管尺寸可用。 降液管底隙高度 ho 39。0 0swLh lu? 可取降液管底隙處液體流速取 uo39。= 則 ho1=(*) = hw1 h01 == 同理可得 hw2h02== hw3 h03 == 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 7. 因 D=800mm,故塔板采取分塊式 7. 取閥孔動能因子 F0=10，孔速 smFu V /??? ? 每一層塔板上的浮閥數(shù) N： 58)**4/()*4//( 20201 ??? udV sN ? 同理可得 N2=59 N3=60 取邊緣區(qū)寬度 wc = 取破沫去寬度 WS= WS’ = 7. 開孔區(qū)面積 Aa按 2 2 22 a r c s i n180a xA x R x R R???? ? ?????計(jì)算 R=D/2Wc=== 15 x=D/2(Wd+Ws)=(+)= 把數(shù)據(jù)代入得 Aa= ㎡ 7. 浮閥排列按等腰三角形排列，取孔心距 t 為 t=75mm 考慮到塔的直徑較 大 ，采用 分 塊式塔板， 浮法排列方式為正三角形排列， 則估算排間距取 取孔心距 t 為 t=75mm= mmmtNAat 4 6 )0 7 *58/(2 0 )*/(39。 ???? 同理可得 t2? = t3? = smNVsu /)()(39。 2201 ??????? ? 同理可得 u02=02=*39。00 ???? uF 閥孔動能因數(shù) F0變化不大，仍在 9~12 范圍內(nèi)。 塔頂?shù)诙K板塔板開孔率 =u/u0=同理可得 取 精餾塔進(jìn)料口上第三板 塔板 閥孔動能因子 F0=11 精餾塔進(jìn)料口上第三板 塔板 開孔率 =u/u0= 精餾塔進(jìn)料口下第二板 塔板 精餾塔進(jìn)料口下第二板 塔板 精餾塔進(jìn)料口下第二板 塔板 閥孔動能因子 F0=11 精餾塔進(jìn)料口下第二板 塔板開孔率 =u/u0=八、塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板的壓降 ： 由式 p C IH h h h?? ? ?得 Ch 的計(jì)算 : smu Vc /??? ? 同理可得 uc20=c20=因?yàn)?uouoc故可以 液柱mguh LVC )**2/(**)**2/(* 2201 ??? ?? 同理可得 hc2= hc3= hI的計(jì)算 : 16 由液相為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) ξ 0= hI=ξ 0hL =*= ?h ： 此阻力很小，可以忽略不計(jì)。 因 此 ， 與 氣 體 流 經(jīng) 一 層 浮 閥 塔 板 的 壓 強(qiáng) 降 所 相 當(dāng) 的 液 柱 高 為hp=+= . 則單板壓降△ Pp= Pagh Lp ** ???? ? ＜ 700Pa 故設(shè)計(jì)合理。 △ pp2=＜ 700Pa △ pp3 =＜ 700Pa 液泛 為了防止液泛現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度， Hd≤φ (HT+hw) 其中 Hd=hp+hL+hd ， hp= m液柱 ，因不設(shè)進(jìn)口堰，故 mhlLh owsd )()/( 22 ?????? ，前已選定 hL= 則 Hd=++= 取φ = 又已選定 HT=， hw= 則φ (HT+hw)=（ +） = 可見 Hd＜φ (HT+hw),符合防止淹塔的要求 . 霧沫夾帶 依據(jù)泛點(diǎn)率39。39。0 01 . 3 6100vms s LL m v mFbV L ZK C A??? ????精精 精, 板上液體流經(jīng)長度 ZL=D2Wd=*= 板上液體面積 Ab=AT2Af=*= 苯和甲苯按正常系統(tǒng)取物性系數(shù) K=，由泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖查得 CF1= CF2= CF1= 泛點(diǎn)率 = %%100)() ( ????????? 同理可得精餾塔進(jìn)料口上第三板泛點(diǎn)率 =％ 精餾塔進(jìn)料口下第二板泛點(diǎn)率 =％ 17 泛點(diǎn)率 = %)( %100)(???????????? TFVLV AKC??? 同理可得精 餾塔進(jìn)料口上第三板泛點(diǎn)率 =％ 精餾塔進(jìn)料口下第二板泛點(diǎn)率 =％ 依倆式算出泛點(diǎn)率均在 70％以下， 故知霧沫夾帶量能滿足 ev＜ kg（液） /kg（氣）的要求 九、塔板的負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶線 依據(jù)泛點(diǎn)率39。39。0 01 . 3 6100vms s LL m v mFbV L ZK C A??? ????精精 精, 按泛點(diǎn)率 =70%，代人數(shù)據(jù)化簡整理得： Vs=+ 同理可得 Vs2=+, Vs3=+, 任意取兩點(diǎn)坐標(biāo)如下： Vs1（ ， ）（ ， ） Vs2（ ， ）（ ， ） Vs3（ ， ）（ ， ） 作出霧沫夾帶線 (1)如附圖中 Vs— Ls 圖所示。 液泛線 依前可知 hp=hc+hI+hσ Hd=hp+hL+hd Hd＜φ (HT+hw) 得：φ (HT+hw)= p L d c I L dh h h h h h h h?? ? ? ? ? ? ?由此式確定液泛線，忽略 h項(xiàng)。 即： ?????? ???????? 3/20202 )3 6 0 0(1 0 0 )1()(1 5 )( 0 w sww sLVwT l LEhhl LguhH ??? 因 HT,hw、 ho、 lw、 NdVu sLV 4/2000 ????? ?均為定值，且及、 ，把有關(guān)數(shù)據(jù)代人整理得液泛線： 3/222 ????SLLV SS 任意取五點(diǎn)坐標(biāo)如下： 18 （ ， ） ,(,06143),(,),和（ ， ）（ ，） 在 VsLs 圖中 作出液泛線（ 2）， 同理可得精餾塔進(jìn)料口上第三板液泛線： 3/222 ????SLLV SS 任意取五點(diǎn)坐標(biāo)如下： （ ， ） ,(,),(,)和（ ， ）（ ，） 在 VsLs 圖中作出液泛線（ 2）， 同理可得精餾塔進(jìn)料口下第二板液泛線： 3/222 ???? SLLV SS 任意取五點(diǎn)坐標(biāo)如下： （ ， ） ,(,),(,),和（ ， ）（ ，） 在 VsLs 圖中作出液泛線（ 2） 液體負(fù)荷上限線 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時間不低于 35s，液體在降液管內(nèi)停留時間 . 39。3600 fThAHL? ?=3— 5S ， 則 smHALs Tf /0 0 2 9 )( 3m a x ???? 液相負(fù)荷上限線（ 3）在 VS— LS 圖中為與氣相流量 無關(guān)的垂 線。 漏夜線 對于 F1 型重閥，依據(jù) 00 5VFu??? 計(jì)算，則 Vu ?/50 ? 又知 020m in 4/ NudVS ?? 則 smNdVVS/ 3220m i n ????????? ?? 作氣相負(fù)荷下限線（ 4） 液相負(fù)荷下限線 取堰上液層上高度 how=，即 239。 ()1000 how wLhEl? = 從而計(jì)算出下限值，取 E=1 19 則， smlL WS /0 0 0 4 6 0 05 2 ) 1 0 0 00 0 (3 6 0 0) 1 0 0 00 0 ( 32/32/3m i n ????????? 依此作出液相負(fù)荷下限線 (5)，該線為氣相流出無關(guān)的豎直線。 塔頂?shù)诙遑?fù)荷性能圖010 L s / （m ^ 3 / s ）Vs/（m^3/s）系列1系列2系列3系列4系列5系列6 十、操作彈性計(jì)算 依附圖中的 R1 VsLs 圖可知， smVS / 3m ax ? 因 smVS / 3m in ? 故 操作彈性 =VSmax/VSmin= 精餾塔進(jìn)料口上第三板負(fù)荷性能圖010 L s / （m ^ 3 / s ）Vs/（m^3/s）系列1系列2系列3系列4系列5系列6