板式精餾塔__設計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 a 精餾段平均壓力1mp＝（ +）／ 2＝ kPa 提餾段平均壓力 m2p=（ +） /2 = kPa 操作溫度計算 內(nèi)蒙古科技大學課程設計說明書 7 依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由 安托尼方程計算，計算過程略。計算結果如下 ： 塔頂溫度81?Dt℃ ， 進料板溫度 Ft ＝ 94℃ ， 塔底溫度 wt =℃ 精餾段平均溫度 mt =（ 81.+94） /2 = ℃ ， 提餾段平均溫度 mt =101℃ 。 平均摩爾質(zhì)量計算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計算 由?? 1d yx 代入相平衡方程得 x1= ? ? ? ?kmolkgM mDL /, ?????? ? ? ? ?kmolkgmDV /, ??????進料 板平均摩爾質(zhì)量計算 由上面理論板的算法，得 Fy ＝ ， Fx ＝ ? ? ? ?kmolkgM mFV /, ?????? ? ? ? ?kmolkgmFL /, ??????塔底平均摩爾質(zhì)量計算 由 xw=,由相平衡方程，得 yw= )/()(, kmolkgmWV ?????? )/()(, kmolkgM mWl ?????? 精餾段平均摩爾 質(zhì)量 )/( kmolkgmV ??? )/( . kmolkgmL ?? 提餾段平均摩爾質(zhì)量 )/( kmolkgmV ??? )/( mL 平均密度計算 氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算，精餾段的平均氣相密度即 ? ? )/( 3mkgRTPV MMV m ??? ????提餾段的平均氣相密度 內(nèi)蒙古科技大學課程設計說明書 8 ? ? )/( 3, mkgRTPV MMV m ??? ???? 液相平均密度計算 液相平均密度依下式計算， 即 LEELAAL aa ??? ??m1塔頂液相平均密度的計算 由 tD＝ 81℃ ，查手冊得 得 3/ mkgA ?? 3/ mkgB ??塔頂液相的質(zhì)量分率 ?A? , ??mDL 得3, / mkgmDL ? 進料板液相平均密度的計算 由 tf＝ 94℃，查圖得 3/ mkgA ?? 3/ mkgB ??塔頂液相的質(zhì)量分率 ? ? ????? ??A , ??mFL? 3, / mkgmFL ?? 塔底液相平均密度的計算 由 tw＝ ℃ ，查得 3/ mkgA ?? 3/ mkgB ?? 塔底 液相的質(zhì)量分率 ? ? ????? ??A? , ??mWL? 得3, / mkgm ?? 精餾段液相平均密度為 ? ?3/ mkgLm ??? 提餾段液相平均密度為 ? ?3/ kgLm ???? 內(nèi)蒙古科技大學課程設計說明書 9 液體平均表面張力計算 液相 平均表面張力依下式計算 :??? n iiLM x1i ?? 塔頂 液相平均表面張力的計算 由 tD＝ 81℃，得 )/( mmNA ?? )/( mmNB ?? )/(, mmNDmL ????? 進料板液相平均表面張力的計算 由 tF＝ 94℃，查得 )/( mmNA ?? )/( mmNB ?? )/(, mmNFmL ????? 塔底液相平均表面張力的計算 由 tw＝ 108℃，查得 )/( mmNA ?? )/( mmNB ?? )/(, mmNWmL ????? 精餾段液相平均表面張力為 )/( mmNLm ??? 提餾段液相平均表面張力為 )/( , mmNLm ??? 液體平均粘度計算 液相平均粘度依下式計算，即 μLm=Σxiμi 塔頂液相平均粘度的計算 由 tD＝ 81℃，查共線圖得 )( smPaA ??? )( smPaB ??? )(, smPaDmL ?????? 進料板液相平均黏度的計算 由 tF＝ 94℃，查共線圖得 )( smPaA ??? )( smPaB ??? )(, smPaFmL ?????? 塔底液相平均黏度的計算 由 tw＝ 108℃，查得 內(nèi)蒙古科技大學課程設計說明書 10 )( smPaA ??? )( smPaB ??? )(, smPaWmL ?????? 精餾段液相平均黏度為 )(30302 smPaLm ???? 提餾段液相平均黏度為 )( , smPaLm ????? 氣液負荷計算 精餾段： hkmolDRV /)()1( ?????? smVMVs VmVm / 3????? ? hkmolRDL / ???? smVMLs LmLm / 3????? ? 提餾段： hkmolFqDRV /)()1()1( ???????? smVMVs VmVm / 36872173600 3????? ? hkmolqFRDL /??? smVMLs LmLm / 3?? ? 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 塔徑的計算 塔板間距 HT的選定很重要，它與塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、塔的操作彈性， 以及 塔的安裝、檢修等都有關。可參照下表所示經(jīng)驗關系選取 。 內(nèi)蒙古科技大學課程設計說明書 11 表 塔徑 DT， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 HT， mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 ： 初選板間距 ? ，取板上液層高度mhL ?， 故 h m? ? ? ?； ??????????????????????????????VLSSVL ?? 查史密斯關聯(lián)圖 得 C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 圖 ：史密斯關聯(lián)圖 校正物系表面張力為mmN /??時 ???????????????? ?CC smCuVVL / ?????? ? ?? 可取安全系數(shù)為 ，則（安全系數(shù) — ），故 smuu / max ???? muVsD ????? ? 內(nèi)蒙古科技大學課程設計說明書 12 按標準 ,塔徑圓整為 ,則空塔氣速 。 ： 初選板間距 ? ，取板上液層高度 mhL ? ，故 h m? ? ? ?； ??????????????????????????????VLSSVL ?? 查史密斯關聯(lián)圖 得 C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 校正物系表面張力為 mmN /??時 ???????????????? ?CC smCuVVL / ?????? ? ?? 可取安全系數(shù)為 ，則（安全系數(shù) — ），故 smuu / max ???? muVsD ????? ? 按標準 ,塔徑圓整為 ,則空塔氣速 。 將精餾段和提溜段相比較可以知道二者的塔徑一致，因此在設計塔的時候塔徑取 。 有效塔高的計算 精餾段有效塔高 ? ? mZ ???? 提餾段有效塔高 ? ? mZ ???? 在精餾段和提餾段各設人孔一個，高度為 600mm, 故有效塔高mZ ????? 溢流裝置計算 內(nèi)蒙古科技大學課程設計說明書 13 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用平行受液盤。對精餾段各項計算如下： 溢流堰長 wl ：單 溢 流區(qū) lW=（ ～ ） D， 取 堰 長 wl 為 = = 出口堰高 Wh ： OWLW hhh ?? ?Dlw ， ???whl L 查 液流收縮系數(shù)計算圖可以得到液流收縮系數(shù) E。 圖 ：液流收縮系數(shù)計算圖 查得 E=,則 mlLEhwhOW 3/23/2 ??????? ????????????? 故 mhhh OWLw ????? 降液管的寬度 dW 與降液管的面積 fA 由 ?Dlw 查得 ?Dd， 故 mDd ???，222 mDA f ?????? ? 內(nèi)蒙古科技大學課程設計說明書 14 利用hTfL HA3600?? 計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積， 即sL HAh Tf ?? ?????（大于 5s，符合要求） 降液管底隙高度 oh ： 取液體通過降液管底隙的流速smuo /, ?（ ） 依式,3600 owho ulL ??：mulLhowho , ??? ???? 符合 w0 ? 滿足條件，故降液管底隙高度設計合理 受液盤 : 采用平行形受液盤，不設進堰口，深度為 80mm 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用平行受液盤。對精餾段各項計算如下： 溢流堰長 wl ：單 溢流區(qū) lW=（ ～ ） D，取堰長 wl 為 = = 出口堰高 Wh ： OWLW hhh ?? ?Dlw ， ???whl Lm 查液流收縮系數(shù)計算圖可以得到液流收縮系數(shù) E。 查得 E=,則 mlLEhwhOW 3/23/2 ??????? ????????????? 故 mhhh