苯-甲苯分離過程浮閥板式精餾塔設計課程設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 經圓整取 D=1750mm，則塔截面積為 2TA 4D??= 精餾段實際空塔氣速為 ：1 0 .9 3 2 /STVu m sA?? 餾段實際空塔氣速為 ：2 0. 97 /STVu m sA?? 第五節 溢流裝置 由計算的塔徑及塔內液體流量，本精餾塔選用單溢流，弓形降液管，溢流堰選擇平直堰。 單溢流 : ? ?w 0. 6 ~ 0. 8lD? 系數取 ，則 w D m?? 18 對于平直堰，堰上液層高度為：21000 how wLhEl??? ????，對于苯 系統 E≈ 1 降液管有關參數 ①精餾段： 232 .8 4 0 .0 0 5 2 7 3 6 0 0 0 .0 1 7 61 0 0 0 1 .2 2 5owhm????????? 堰高： wh == ②：提餾段 232 .8 4 0 .0 1 1 1 8 3 6 0 0 0 .0 2 9 11 0 0 0 1 .2 2 5owhm????????? 堰高： wh == w ? 查圖得 ? TAA ? dTW f為 弓 形 寬 度 ， A 為 弓 形 面 積 ， A 為 塔 截 面 積 0 .1 5 1 .7 5 0 .2 6dWm? ? ? 20. 09 2 2. 40 41 0. 22 12fAm? ? ? 精餾段停留時間為 ：1 0 . 2 2 1 2 0 . 4 5= 1 8 . 8 9 50 . 0 0 5 2 7fTAH ssL? ?? ? ? 提餾段停留時間為：2 0 . 2 2 1 2 0 . 4 5= 8 . 9 50 . 0 1 1 1 8fTAH ssL? ?? ? ? 精餾段： 4 4owh h m? ? ? ? ? 19 提餾 段： 9 9owh h m? ? ? ? ? 第六節 塔板布置及浮閥數目與排列 本次設計采用浮閥式塔板，根據機械部標準 JB111868，選用 F1 型重閥，孔徑 39mm，選擇碳鋼材料制作浮閥，其厚度為 2mm。 孔速可由公式 01 1VFu ??求的，其中 0F 為閥孔的動能因子，一般取 8~12，本設計中， 0F 取 10。則閥數為2 04VNdu?? 為保證塔板的強度，需留有一定的邊緣區和安定區，在邊緣區內不設置浮閥。取邊緣區寬度 CW =，安定區寬度 SW =。 ? ? 0 . 8 7 5 0 . 2 6 0 . 1 0 . 5 12 dsDx W W m? ? ? ? ? ? ? 2 CDRW??= 單溢流塔板鼓泡區面積為： 2 2 2 102 s in180a xA x R x R a r c R? ???? ? ?????=2 ①精餾段 ： 孔速： 01 1 10 6 . 0 6 /2 . 7 2VFu m s?? ? ? 閥數：? ? 22 0 309 .7 310 9 VNdu??? ? ? ??? 個 取同排孔心距 t=，則 a 0 1 .6 8t = = = 0 .0 7 2 mt 3 1 0 0 .0 7 5AN? ? 考慮到塔的直徑較大，必須用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡面積，因此排間距應該小于 ，取 t`=60mm。 20 按照 t=， t`=60mm 以等腰三角形叉排方式作圖，排得 N=272 個。 實際孔速為：0 2 = 6 .9 0 m / s4VudN?? 動能因子 為： 0 1 1VFu?? =12,符合要求 開孔率 0 .9 3 2= 1 3 .5 1 %6 .9 0ouu? ?? ②提餾段： 孔速： 02 2 10 5 . 9 5 /2 . 8 2VFu m s?? ? ? 閥數：? ? 22 0 328 .1 328 9 VNdu??? ? ? ??? 個 取同排孔心距 t=，則 a 1 .6 8t = = = 0 .0 6 8 mt 3 2 8 0 .0 7 5AN? ? 考慮到塔的直徑較大，必須用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡面積，因此排間距應該小于 ，取 t`=60mm。 按照 t=， t`=60mm 以等腰三角形叉排方式作圖，排得 N=272 個。 實際孔速為：0 2 = 7 .1 8 m / s4VudN?? 動能因子為： 0 2 2VFu?? =12? 12,符合要求 開孔率 0 .9 7= 1 3 .5 %7 .1 8ouu? ?? 21 第二章 塔板的流體力學計算 第一節 氣體通過浮閥塔的壓降 氣體通過每層塔板的壓降 p c lh h h h?? ? ? 其中 ch 為干板阻力， lh 為板上充氣液層阻力， h? 為液體表面張力造成的阻力，可忽略。 ①精餾段 205. 342Vc Luh g???= * o Lh h m?? ? ? 42 3 72phm? ? ? 0. 07 4 9. 81 80 6. 4 58 5. 40pLP h g P a?? ? ? ? ? ? ②提餾段 205. 342Vc Luh g???= * o Lh h m?? ? ? 42 3 08phm? ? ? 0. 08 05 9. 81 78 3. 34 61 8. 6pLP h g P a?? ? ? ? ? ? 第二節 液泛（淹塔） 為防止塔內發生液泛，降液管內液層高 dH 應服從下式所表示的關系，即： )( wTd hHH ??? ，其中 d p L dH h h h? ? ?， dh 為液體通過降液管的壓頭損失。 22 塔板上不設進液口， 53 sd woLh lh??? ???? ①精餾段 2 20 . 0 0 5 2 70 . 1 5 3 0 . 1 5 3 0 . 0 0 2 11 . 2 2 5 0 . 0 3 7 5sd woLhmlh?? ??? ? ??? ??????? = 0 .0 7 4 0 .0 6 0 .0 0 2 1 = 0 .1 3 6 1 md p L dH h h h? ? ? ? ? 苯 — 甲苯物系屬一般物系，取 ?? ，則： ( ) 0 .5 ( 0 .4 5 0 .0 4 2 4 ) 0 .2 4 6TwH h m? ? ? ? ? ? )( wTd hHH ??? ，符合防止淹塔的要求 ②提餾段 2 20 . 0 1 1 1 80 . 1 5 3 0 . 1 5 3 0 . 0 2 0 61 . 2 2 5 0 . 0 2 6 5sd woLhmlh?? ??? ? ??? ??????? = 0 .0 8 0 5 0 .0 6 0 .0 2 0 6 = 0 .1 6 1 md p L dH h h h? ? ? ? ? 苯 — 甲苯物系屬一般物系，取 ?? ，則： ( ) 0 .5 ( 0 .4 5 0 .0 3 0 9 ) 0 .2 4 0TwH h m? ? ? ? ? ? )( wTd hHH ??? ，符 合防止淹塔的要求 第三節 霧沫夾帶 霧沫夾帶率有兩個公式可以計算： s 100%V SLLVFbV L ZF K C A??? ???? 或 s 100%VLVFTVF KC A?????? 二者結果取最大值，保證 /Ve kg kg? 液 氣，即 F80%. 23 其中板上液體流徑長度： d2LZ D W?? = 板上液流面積： 2b T fA A A?? =*= 苯 甲苯按正 常系統物性系數 K=，查泛點負荷系數圖可得 FC = ①精餾段 F=%80% 滿足要求。 ②提餾段 F=%80% 滿足要求。 第四節 塔的負荷性能圖 已知泛點率 s 100%V SLLVFbV L ZF K C A??? ???? 取 /Ve kg kg? 液 氣，即 F=80% ①精餾段 將 3 3 2= 8 0 5 .9 4 k g / m , 2 .7 2 k g / m , 0 .9 8 , 0 .1 2 7 , 1 .2 5 5 4L V L F bZ m C A m?? ? ? ? ?代入 整理得 112 .3 4 2 8 .6VL?? ②提餾段 將 3 3 2= 7 8 8 .9 6 k g / m , 2 .8 2 k g / m , 0 .9 8 , 0 .1 2 7 , 1 .2 5 5 4L V L F bZ m C A m?? ? ? ? ?代入 整理得 ?? 對于 F1 型重閥，以 5o o VFu???為氣體最小負荷標準 24 則 oo VFu ?? ， 24SoV d Nu?? ①精餾段 ? ? ? ? 2 31 m i n 50 . 0 3 9 2 7 2 0 . 9 8 /4 2 . 7 2V m s?? ? ? ? ? ②提餾段 ? ? ? ? 2 32 m i n 50 . 0 3 9 2 7 2 0 . 9 6 7 /4 2 . 8 2V m s?? ? ? ? ? 以 5s?? 作為液體在降液管中的停留時間下限 ? ? 3m i n 0 . 2 2 1 2 0 . 4 5 0 . 0 1 9 9 /55fTS AHL m s?? ? ? 取堰上液層高度 ? 作為液相負荷下限的條件，則： ? ?2 33 2 3m in 1000 /1000 3600h SwL L m sl?? ???? ? ? ??? ?????? 發生液泛的臨界條件為： ()T w d p L d c l L dH h H h h h h h h h h?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 其中 205. 342Vc Luh g???，21000 how wLhEl??? ????， 53 sd woLh lh??? ????， L w o