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【正文】 （ 2）提餾段： 由 , m i n2 / 300 . 0 5 4 0 . 7 2 ,sL w o w s o w Vh h h L u A? ? ? ? ?代入漏液點氣速方程 ? ? [ 4 ]04 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 /o w L L VC h h ?? ? ?? ? ?得：, m i n 2 / 3 2007 8 9 . 6 34 . 4 0 . 8 8 [ 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 ( 0 . 0 5 4 0 . 7 2 L ) , 0 . 1 0 2 m3 . 1 9s sV AA ? ? ? ? ? ? ? ? 整理得 2 / 3, m in 6 .2 1 0 .0 1 0 6 0 .0 9 3 6 LssV ?? 在操作范圍內，任取幾個 Ls值，依上式計算出 Vs 值，計算結果列于下表 32 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 由上表數據即可作出漏液線。, m a x , m a x 0 . 4 9 0 . 1 1 2 8 0 . 0 1 2 6 94fTSS AHLL ? ?? ? ? 據此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷上限線 。 根據以上塔板的各項液體力學驗算，可認為精餾段塔徑及各項工藝尺寸是適合的。 2 200 . 0 0 6 90 . 1 5 3 ( ) 0 . 1 5 3 ( ) 0 . 0 0 6 10 . 9 1 0 . 0 3 8sdwlhmlh? ? ? ? ??? Hd =++= 取 39。 039。 漏液 由式 ? ? [ 4 ]04 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 /o w L L VC h h ?? ? ?? ? ?得： （ 1）精餾段： 26 ? ? 8 0 7 . 8 44 . 4 0 . 8 8 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 8 0 . 0 0 2 1 7 . 6 9 /2 . 8 4ow ms? ? ? ? ? ? ? ? 篩板的穩定性系數 0 1 2 .5 9 1 .6 4 1 .57 .6 9OWK ??? ? ? ?，故在設計負荷下不會產生過量漏液。 霧沫夾帶 （ 1）精餾段： [ 4 ] 10 10 5 02 /20 .71 10 5 8avTfe k g k gHh ?? ?? ????? ??? ? ??? ??? ? ? ????? 液 體 氣 體， （ 2）提餾段： 39。 0. 04 0. 04 64 0. 00 2 0. 09p ? ? ? ? 則單板壓強： 39。h? ： 依式 39。 0 .9 2 3 .1 9 1 .6 4a a VFu ?? ? ? ? 由 o? 與 aF 關 聯 圖 查 得 板 上 液 層 充 氣 系 數 39。39。01 2 . 8 3 3 . 1 90 . 0 5 1 0 . 0 5 1 0 . 0 40 . 8 8 7 8 9 . 6 3VcLhmC?? ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ????? b)氣體穿過板上液層壓降相當的液柱高度 39。ch ：依 0 / 5 / 4 ? ??，查“干篩孔的流量系數圖” [3] 25 （ [3,] 73P ）得， C0= 由式 2 239。39。 2 2 2 1 2a 0 . 4 1 9 62 0 . 4 1 9 6 0 . 6 5 0 . 4 1 9 6 0 . 6 5 s in 1 . 0 0 9 61 8 0 0 . 6 5Am ? ???? ? ? ? ? ????? 篩孔數 n 的計算與開孔率 ? （ [3], 7072P? ）： 取篩空的孔徑 0d 為 mm5 （常用 46mm），正三角形排列，一般碳的板厚 ? 為 34mm ,取4mm?? ，取 ?dt ，故孔中心距 mmt ??? （ 1）精餾段計算： 篩孔數： 33[ 3 ]221 1 5 8 1 0 1 1 5 8 1 0 1 .0 1 0 4 5 2 0 01 5 .0anAt ??? ? ? ? ?個， 開孔率0 200 .9 0 7 0 .9 0 71 0 0 % 1 0 0 % 1 0 0 % 1 0 .0 8 %9()aA tAd? ? ? ? ? ?（在 5％ — 15％范圍內）則每層板上的開孔面積 0A 為 0 0 .1 0 0 8 1 .0 1 0 4 0 .1 0 1 8aAA?? ? ? ? ?㎡ 氣體通過篩孔的氣速為01 .3 6 1 2 .5 9 /0 .1 0 1 8So V msA? ? ? ? （ 2）提餾段計算： 篩孔數： 33221 1 5 8 1 0 1 1 5 8 1 0 1 . 0 2 5 2 5 01 5 . 0anAt ??? ? ? ? ?個， 24 開孔率：39。查“塔板分塊與塔徑”關系表 [1] 得，塔極分為 4塊。 0 .0 0 3 4 0 .0 3 70 .9 1 0 .1so woLhml ?? ? ???，故： h m m? ? ? ? ?，符合要求 （ 2）提餾段：取液體通過降液管底隙的流速 39。 堰長 Wl 21 單溢流 Wl =（ +） D[2] ([2],39 頁 ) （ 1） 對精餾段：溢流堰長 Wl = = 對提餾段：溢流堰長 Wl = = 溢流堰高度 Wh ： OWLW hhh ?? （ 1）精餾段：由 / ? ， 6 0 0 0 .0 0 3 4/ 1 5 .4 9 50 .9 1hWL l m???，查 [4]51P 圖 3— 17“液流收縮系數 E圖”，知 E=,依式 2 [ 4 ]32 .8 41000 how wLhEl??? ???? 可得 2 23 4 4 12 . 1610 00 10 00 1hOW WLh E ml?? ??? ? ? ? ??? ?????? 故 0 0 .0 8 0 .0 1 6 0 .0 6 4w L wh h h m? ? ? ? ? （ 2） 提餾段：由 / ? ， 6 0 0 0 .0 0 6 9/ 3 1 .4 4 50 .9 1hWL l m???，查 [4]51P 圖 3— 17“液流收縮系數 E圖”，知 E=,依式 2 [ 4 ]32 .8 41000 how wLhEl??? ???? 可得 2 23 4 4 24 . 2 2610 00 10 00 1hOW WLh E ml?? ??? ? ? ? ??? ?????? 故 0 0 .0 8 0 .0 2 6 0 .0 5 4w L wh h h m? ? ? ? ? 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA ： 由 / ? 查 [2]（ 38P 圖 3— 5“弓形降液管的寬度與面積”參數圖）得： / ? ，/ ? ，故： （ 1）精餾段計算 D m? ? ? ?， 220 . 0 7 3 3 0 . 0 7 2 2 1 . 5 3 9 0 . 1 1 2 84fA D m?? ? ? ? ? 利用 [2]（ 38P 式 3— 41)計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積， 即 [ 2 ],3600 3 6 0 0 0 . 1 1 2 8 0 . 4 5 1 4 . 9 33 6 0 0 0 . 0 0 3 4fTvLAH sq? ??? ? ??（大于 5s，符合要求） 22 (2)提餾段計算 39。 m a x 7 8 9 . 6 3 3 . 1 90 . 0 7 1 5 1 . 1 2 2 6 /3 . 1 9LVVC m s??? ?? ?? ? ? ? 可取安全系數為 ，則（安全系數 — ）， 39。32 2 0 . 4 8 8 8 . 7 2 0 . 0 0 6 9 /3 6 0 0 3 6 0 0 7 8 9 . 6 3LmLmLML s m s? ?? ? ?? 0. 00 69 36 00 24 .8 4 /hL m h? ? ? 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、分離效率、塔的操作彈性， 19 以及塔的安裝、檢修等都有關。 s 精餾塔的主要工藝尺寸的計算 塔內 氣液負荷的計算 精餾段： ? ?1 ( 2 .4 2 1 ) 5 0 .4 5 1 7 2 .5 4 /V R D Km o l h? ? ? ? ? ? 31 7 2 .5 4 8 0 .3 8 1 .3 6 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 .8 4VmSvmVMV m s?? ?? ? ?? 2 50 .45 12 9 /L RD K mol h? ? ? ? 31 2 2 . 0 9 8 2 . 1 1 0 . 0 0 3 4 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 7 . 8 4LmLmLMLs m s? ?? ? ?? 30. 00 34 36 00 12 .2 4 /hL m h? ? ? 提餾段： 39。 s, B? = mPa s （ 2）進料板液相平均粘度的計算 由 ? ℃代入方程得 : A? =3, 1 1 3 . 9 8 7 . 0 1 3 . 1 98 . 3 1 4 ( 2 7 3 . 1 5 1 0 0 . 7 )m v mvmmPM k g mRT? ?? ? ??? （ 2）液相平均密度計算 液相平均密度依下式計算，即 由 Dt ＝ ℃，查手冊得 3381 5. 48 , 80 9. 99ABk g m k g m???? 塔頂液相的質量分率 ? ? ，則：,1 0. 98 81 5. 48 0. 02 80 9. 99 , 81 5. 37L D m L D m k g k m ol??? ? ? 由 tF＝ ℃，查手冊得 16 3380 1. 94 , 79 9. 17ABk g m k g m???? 進料板液相的質量分率 0 .4 5 4 8 7 8 0 .4 10 .4 5 4 8 7 8 ( 1 0 .4 5 4 8 ) 9 2A? ???? ? ? ? ,1 0. 41 80 1. 94 0. 59 / 79 9. 17 , 80 0. 30L F m L F m k g k m ol??? ? ? 由 tw＝ ℃，查手冊得 3377 6. 66 , 77 8. 99ABk g m k g m???? 塔底液相的質量分率 0 . 0 1 4 4 7 8 0 . 0 1 2 20 . 0 1 4 4 7 8 ( 1 0 . 0 1 4 4 ) 9 2A? ???? ? ? ? ,1 0 .0 1 2 2 / 7 7 6 .6 6 ( 1 0 .0 1 2 2 ) / 7 7 8 .9 9 , 7 7 8 .9 6L wm L wm k g k m o l??? ? ? ? , 8 1 5 . 3 7 8 0 0 . 3 0 8 0 7 . 8 42Lm k g k m o l? ??? 39。 0 0/ 2 .5 1ABPP? ? ? 在 ℃時查得苯和甲苯的粘度為 = . =??苯 甲 苯0 268 ， ，則： =0 .52 12 . ( 1 212 ) 95= 809L? ? ? ? ?0 268 39。6 ? 39。4 ? 13 39。 0 . 3 4 6 52 . 5 1 1 8 1 . 5 1 1 8yx y??? ??????? 提 餾 段 操 作 線 方 程 39。39。 (３ ) 小孔篩板容易堵塞。 (３ ) 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。其中由于蒸 餾過程的原理是多次進行部分汽化和冷凝，熱效率比較低，但塔頂冷凝器放出的熱量很多，但其能量品位較低，不能直接用于塔釜的熱源，在本次設計中設計把其熱量作為低溫熱源產生低壓蒸汽作為原料預熱器的熱源之一，充分利用了能量。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送人精餾塔內。采用直接蒸汽加熱時，加熱蒸汽的壓力要高 于釜中的壓力，以便克服蒸汽噴出小孔的阻力及釜中液柱靜壓力。此外，在泡點進料時，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設計和制造上提供了方便。 由于苯～甲苯物系對溫度的依賴性不強，常壓下是液態，為降低塔的操作費用，操作壓力選為常壓。例如組分的分離順序、塔 設備的型式、操作壓力、進料熱狀態、塔頂蒸汽的冷凝方式等。為此，必須具體考慮如下幾點： ； ； 3．保證安全生產（例如苯屬有毒物料，不能讓其蒸汽彌漫車間）。苯是化工工業和醫藥工業的重要基本原料，可用來制備染料，樹脂，農藥，合成藥物，合成橡膠，合成纖維和洗滌劑等等；甲苯不僅是有機化工合成的優良溶劑，而且可以合成異氰酸酯，甲酚等化工產品，同時也可以用來制造三硝基甲苯，苯甲酸，對苯二甲酸，防腐劑，染料，泡沫塑料，合成纖維等。 簡單精餾中，只有一股進料，進料位置將塔分為精餾段和提餾段，而在塔頂和塔底分別引出一股產品。本設計的題目是苯 甲苯