【正文】 表 5苯 甲苯密度 溫度（℃） 80 90 100 110 120 苯的密度（ kg/m3） 814 805 791 778 763 甲苯密度 (kg/m3) 809 801 791 780 768 Dt =℃ 381 5 /A kg m? ? 380 8 /B k g m? ? 塔頂液相質(zhì)量分率 ? 311 8 1 3 . 7 5 // ( 1 ) / 0 . 9 6 / 8 1 3 . 9 5 ( 1 0 . 9 6 ) / 8 0 9 . 0 8LDD A D B k g mww? ??? ? ?? ? ? ? 7t =℃ 379 8 /A kg m? ? 379 1 /B k g m? ? 進(jìn)料板質(zhì)量分率 由 7 ? 得 ? 311 7 9 7 . 6 4 // ( 1 ) / 0 . 4 0 / 7 9 9 . 4 8 ( 1 0 . 4 0 ) / 7 9 6 . 4 1Lqq A q B k g mww? ??? ? ?? ? ? ? Wt =℃ 378 3 /A kg m? ? 378 5 /B k g m? ? 塔釜液相 質(zhì)量分率 ? 311 7 8 0 . 9 6 // ( 1 ) / 0 . 0 2 / 7 8 1 . 6 3 ( 1 0 . 0 2 ) / 7 8 0 . 9 5Lww A w B k g mww? ??? ? ?? ? ? ? 精餾段 液相平均密度為 38 1 3 . 7 5 7 9 7 . 6 4 8 0 5 . 7 0 /2Lm k g m? ??? 提餾段 液相平均密度為 37 9 7 . 6 4 7 8 0 . 9 6 7 8 9 . 3 0 /2Lm k g m? ?? ?? 液相平均表面張力的計(jì)算 液相平均表面張力計(jì)算式 L m A A B Bxx? ? ??? 參照《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)有機(jī)卷》第一版化學(xué)工業(yè)出版社 305頁(yè)芳烴表面張力 表 6苯 甲苯的表面張力 溫度 t（℃） 80 90 100 110 120 苯的張力（ mN/m） 甲苯的張力（ mN/m） Bσ /(mN/m) 塔頂 Dt =℃ /A m N m? ? /B m N m? ? ( 1 ) 0 .9 7 2 1 .1 6 ( 1 0 . 9 7 ) 2 1 . 5 9 = 2 1 .1 7 m N /mDmL A D B Dxx? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)料板 7t =℃ 19. 60 /A m N m? ? /B m N m? ? 77 ( 1 ) 0 .4 4 1 9 .6 0 ( 1 0 .4 4 ) 2 0 .1 7 2 = 1 9 .9 2 m N /mqmL A Bxx? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 塔底 Wt =℃ 17. 76 /A m N m? ? 18. 50 /B m N m? ? 0. 02 4 17 .7 6 ( 1 0. 02 4) 18 .5 0 = 18 .4 8m N /mWmL A w B wxx? ? ?? ? ? ? ? ? ? 精餾段 液相平均表面張力 2 1 . 1 7 1 9 . 9 2 2 0 . 5 4 5 /2mL m N m? ??? 提餾段 液相平均表面張力 1 9 .9 2 1 8 .4 8 1 9 .2 0 /2mL m N m??? ?? 塔的氣液負(fù)荷計(jì)算 精餾段 : ( 1 ) ( 1 = /V R D m ol h? ? ? ? ?） 31 0 5 .1 8 8 0 .7 1 0 .8 1 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 .9 2VmsVmVMV m s?? ?? ? ?? 8 35 .29 5 69 .88 /L RD k mol h? ? ? ? 336 9 .8 8 8 2 .5 2 1 .9 9 1 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 5 .7 0LmsLmLML m s? ?? ?? ? ? ?? 提餾段 ： ( 1 ) ( 1 ) /V V q F k m ol h? ? ? ? ? ? ? ? ? 39。3V 110 .79 2 4 /360 0 VmsVmMV m s???? ?? ? ??? 69 .8 8 1. 07 80 .2 1 15 5. 70 /L L qF k m ol h? ? ? ? ? ? ? 39。 3 3155 .70 10 /360 0 789 .303600 LmsLmLML m s? ???? ?? ? ? ??? 第 四 章 精餾塔塔體工藝尺寸的計(jì)算 塔間距的初估 表 7 塔板間距和塔徑的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系 初選板間距 ? 取板上液層高度 ? 0 .3 5 0 .0 6 0 .2 9TLH h m? ? ? ? 精餾段： LVF ? 30 . 5 0 . 51 . 9 9 1 0 8 0 5 . 7 0( ) ( ) ( ) ( ) 0 . 0 4 10 . 8 1 2 . 9 2s L ms V mLV ?? ???? 圖 4 史密斯關(guān)聯(lián)圖 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20 ? 物系表面張力 =塔徑 D ， m 塔 板 間距 H T ， m ≥ 0 . 2 0 . 2m a x 2 0 2 0 . 5 4 5 8 0 5 . 7 0 2 . 9 2( ) 0 . 0 6 ( ) 1 . 0 /2 0 2 0 2 . 9 2L m L VVu C m s? ? ??? ?? ? ? ? 取安全系數(shù) f= m a /u u s?? 4 4 0 .8 1 1 .1 3 6 1 .23 .1 4 0 .8sVD m mu? ?? ? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑圓整后為 D= 實(shí)際塔截面積 2 2 23 .1 4 1 .2 1 .1 3 0 444TA D m?? ? ? ? 空塔氣速為 0 .8 1 0 .7 6 /1 .1 3 0 4 0 .0 6 6sa TfVu m sAA? ? ??? 校驗(yàn)： ＜max ??＜ 故合理 提餾段： LVF?? 30 .5 0 .539。 4 .8 7 1 0 7 8 9 .3 0( ) ( ) ( ) ( ) 0 .0 9 339。 0 .8 1 4 3 .2 9s L ms VmLV ???? ???? 取板間距 ?? ，板上液層高度 ?? 則 h m???? 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 20 ?? a x 20 ( ) ( ) /20 20 L VVu C m s? ? ??? ? ?? ???? ? ? ? ?? m a x0 .8 0 .8 2 2 /u u m s?? ?? 439。 4 0 . 8 1 4 1 . 1 2 33 . 1 4 0 . 8 2 2sVDmu? ?? ? ?? ? 按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑圓整后為 D= 空塔氣速為 0 . 8 1 4 0 . 7 6 5 /1 . 1 3 0 4 0 . 0 6 6sa TfVu m sAA?? ? ? ??? 校驗(yàn)： ＜m ax 65 27aUU ??? ＜ 故合理 溢流裝置設(shè)計(jì) a)精餾段 因塔徑 D= 可選用單溢流弓形降液管 ，采用凹形受液板 ○ 1 堰長(zhǎng) wl = 0. 6 D = 0. 6 1. 2 = 0. 72 m? ○ 2 溢流堰高度 w L owh =h h? Lh = 2s 3ow = E ( )1000 l 近似取 E=1 圖 5 液流收縮系數(shù) E 則精餾段 22 3s 33ow wL2 .8 4 2 .8 4 1 . 9 9 1 0 3 6 0 0h = E ( ) = 1 ( ) 0 . 0 1 31 0 0 0 l 1 0 0 0 0 . 7 2 m??? ? ? 故 w L owh = h h 0 .0 6 0 .0 1 3 0 .0 4 7 m? ? ? ? ○ 3 降液管寬度 dW 與截面積 fA ?? 查圖得 圖 6 弓形降液管的寬度與面積 dW= fTA = 故 = 2 2 44dW D m? ? ? 20. 05 8 0. 05 8 1. 13 04 0. 06 6fTA A m? ? ? ? ○ 4 利用公式計(jì)算液體在降液 管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液面積 30 . 0 6 6 0 . 3 5 1 1 . 6 1 5 s1 . 9 9 1 0fTsAH sL? ?? ? ?? ＞ 符合要求 ○ 5 降液管底隙高度 ho 取 /olu m s? 31 .9 9 1 0 0 .0 3 90 .7 2 0 .0 7so w o lLhmlu ?? ? ?? w0hh? = ＞ 符合要求 b)提餾段 ： D= ○ 1 堰長(zhǎng) wl = 0 . 6 6 D = 0 . 6 1 .2 = 0 .7 2 m? ? ○ 2 溢流堰高度 w L owh =h h? ? ?? ?? 22 3s 33owwL2 .8 4 2 .8 4 4 .8 7 1 0 3 6 0 0h = E( ) = 1 ( ) 0 .0 2 41 0 0 0 1 0 0 0 0 .7 2l m? ??? ? ? ?? 故 w L o wh = h h 0 .0 5 0 .0 2 4 0 .0 2 6 m? ? ?? ? ? ? ○ 3 降液管寬度 dW 與截面積 fA ? ?? dW= fTA = 2= 0 . 1 2 0 . 1 2 1 . 2 0 . 1 4 40 . 0 5 8 0 . 0 6 6dfTW D mA A m? ? ??? ○ 4 利用公式計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液面積 3 66 7 10fTsAH sL?? ?? ? ? ??? 符合要求 （大于 35 秒） ○ 5 降液管底隙高度 ho? 取 39。 /olu m s? 34 .8 7 1 0 0 .7 2 0 .3 539。so w o lLhmlu? ?? ? ? ??? 符合要求 塔板布置 塔板的分塊 因?yàn)?D? 800mm，故塔板采用分塊式 ,塔板分為 3 塊 表 8 邊緣區(qū)寬度 取 cW= sW = 出口 m?? 開孔區(qū)面積計(jì)算 22 2 1aA = 2 ( s in )180Rxx R x R? ??? 0 . 6 0 . 0 5 0 . 5 52 cDR W m? ? ? ? ? d( W ) 0 . 7 ( 0 . 1 4 4 0 . 0 6 5 ) 0 . 3 9 12 sDx W m? ? ? ? ? ? ? 代入得 22 2 1 2a 3 . 1 4 0 . 5 5 0 . 3 9 1A 2 ( 0 . 3 9 1 0 . 5 5 0 . 3 9 1 s in ) 1 . 5 71 8 0 0 . 5 5 m??? ? ? ? ? 篩孔的尺寸及排列 篩孔數(shù) n 與開孔率 ? 取篩孔 孔徑 0 5d mm? ，正三角形排列， 3mm?? 碳鋼板 取空中心距 4 5 20t d m m? ? ? ?= 篩孔數(shù)221 . 1 5 5 1 . 1 5 5 1 . 5 7 4 5 3 3 ( )0 . 0 2aAn t ?? ? ? 塊 開孔率 220d 0 .0 0 5= 0 .9 0 7 ( ) 0 .9 0 7 0 .0 5 6 70 .0 2t? ????????＜ 10% 圖 7 篩板俯視圖 篩孔氣速 每層開孔面積 2aA 56 7 7 89oAm?? ? ? ? 氣體通過篩孔氣速度為 1 . 0 7 0 . 8 1 9 . 7 4 /0 . 0 8 9so oqVu m sA ?? ? ? 提餾段： 1 . 0 7 0 . 8 1 4 9 . 7 9 /0 . 0 8 9so oqVu m sA ? ?? ? ? ? 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 氣體通過篩板壓強(qiáng)降計(jì)算 ： ,pmh 液柱 p c lh h h h?? ? ? 精餾段： ○ 1 平板壓降 ch 0 5 =? ? 圖 8 查圖得 孔流系數(shù)