化工原理课程设计_甲苯乙苯精馏塔(浮阀)(编辑修改稿)

化工原理课程设计_甲苯乙苯精馏塔(浮阀)(编辑修改稿)内容摘要：

σ Fm= ＋（ 1－ ） = mN/m 塔底液相平均表面张力的计算 由 TW＝ ℃ 得： σ WA= ＋ = σ WB= ＋ = mN/m σ Wm= ＋ () = mN/m 精馏段液相平均表面张力 σ Lm1=(σ Dm＋ σ Fm)/2=（ ＋ 提馏段液相平均表面张力 σ Lm2=(σ Fm＋ σ Wm)/2=（ ＋ )/2= mN/m （六 ）、液体平均粘度计算 表 5 甲苯、乙苯在某些温度下的粘度 甲苯、乙苯在某些温度下的粘度（μ） ④ 温度 T/℃ 60 70 80 90 100 粘度（ mPa s） 甲苯 乙苯 温度 T/℃ 110 120 130 140 150 粘度（ mPa s） 甲苯 乙苯 Tm1 = ℃，2 4 1 1 1 72 4 2 1 1 01 2 0   A, A mPa s 2 7 1 1 1 72 7 5 1 1 01 2 0   B, B mPa s 同理。 Tm2 = ℃时， A mPa s， B mPa s 精馏段液相平均粘度 ： 六盘水师范学院化工原理课程设计说明书 16 2 4 3 8 2 *2 6 6 1 7 *2 4 2 )1( 111  yy BA  mPa s （七） 提馏 段液相平均粘度： 2 3 2 7 8 7 2 7 *2 4 1 8 1 2 7 2 *2 1 2 8 )1( 222  yy BA  mPa s 精馏段 质量流量： *  LML L kg/s 0 0*5 4  VMV V kg/s 体积流量 : 0 0 5 5 7  LS LL  sm/3 9 0 7 8 4  VS VV  sm/3 提馏段 质量流量： *  LML L kg/s 0 0* 0 322  VMV V kg/s 体积流量 :  LS LL  sm/3  VS VV  sm/3 四． 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 六盘水师范学院化工原理课程设计说明书 17 史密斯图 精馏段塔径的计算 取板间距 HT=，取板上清液层高度 Lh ＝。 液气动能参数 ： 2 . 7 8 47 7 5 . 3 41 . 9 0 60 . 0 0 5 5 3VLPF2121V m 1L m 1s1s11  查 Smith 通用关联图得 C 负荷因子： m / s 2017. 560. 08120CC0 .20 .2L m 1201   最大允空塔气速： m / s 2 . 7 8 42 . 7 8 47 7 5 . 3 40 . 0 8 8 6 C V m 1 V m 1L m 11F1    11  F m/s 估算塔径 ： m 0. 1. 03 30. 78 51. 90 60. 78 5VD s139。 1  ， 圆整取  ， 上下塔径一致 塔截面积： AT1== = m2 空塔气速： 6 3 7  m/s 提馏段塔径的计算 取板间距 HT=，取板上清液层高度 Lh ＝。 六盘水师范学院化工原理课程设计说明书 18 液气动能参数 ： 2 . 8 97 6 2 . 3 32 1 . 9 30 . 0 0 9 9VLPF1/ 21/ 2V m 2L m 2s2s22   查 Smith 通用关联图得 C 负荷因子： m / s 06 2017 . 260. 07 320CC0 .20 .2L m 2202   最大允空塔气速： m / s 0 2 2 . 9 8 2 . 9 87 6 2 . 3 30 6 4 V m 2 V m 2L m 22F2    取适宜空塔气速：μ 2= F= m/s 估算塔径 ： m 0. 72 030. 78 51. 930. 78 5VD s239。 2  ，为加工方便，圆整取 . 塔截面积： AT2== = m2 空塔气速： 9 9  m/s 表6 板间距与塔径的关系 ⑤ 塔径 D/mm 300～ 500 500～ 800 800～ 1600 1600～ 2400 板 间 距HT/mm 200， 250，300 250， 300，350 300， 350 ，400， 450， 500 400， 450，500， 550， 600 （二）、精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度： Z 精 =( Np11)HT=(141) =6 m 提馏段有效高度： Z 提 =( Np21)HT=(101) =4 m 在进料板上方开一人孔 H180。 T，其高度为 m 故精馏塔的有效高度 Z =Z 精＋ Z 提＋ =6＋ 4＋ = m 五 、塔板主要工艺尺寸的计算 (一 )、溢流装置计算 精馏段溢流装置计算 因塔径 D＝ m，可选用单溢流弓形降液管平直堰。 六盘水师范学院化工原理课程设计说明书 19 各项计算如下： ①、堰长 1Wl ： 取 m 3 6 .6 Wl ②、溢流堰高度 hw1 根据液流收缩系数图可查得液流收缩系数 E1=，对于平直堰，堰上液层高度 hOW1可由 Francis 经验公式计算得： 精馏段： mm 0 3 4 1 . 3 6 43 6 0 0*0 . 0 0 5 31 . 0 3 10 . 0 0 2 8 4LE1 0 0 02 . 8 4h2/ 32/ 3W1S11OW  l mmhhh OWLW 4536 提留段： mm9 8 3 1 . 3 6 43 6 0 0*0 . 0 0 9 91 . 0 3 10 . 0 0 2 8 4LE1 0 0 02 . 8 4h2/ 32/ 3W1S21OW  l mmhhh OWLW 7 2  ③、弓形 降液管宽度 Wd1和截面积 Af1 由 DlW 查弓形降液管的参数图得： m 0 . 2 7 1 80 . 1 2 42 . 2W0 . 1 2 4DWd1d1  2f1T1f1 m 0 . 2 7 2 80 . 0 7 2 17 9 9 . 0 7 2 1AA  验算液体在降液管中停留时间： 精馏段： s 5 s 1 5 . 0 2 30 . 0 0 5 30 . 4 50 . 2 7 2 8L HA s1 Tf11  提留 段： s 5 s 5 3 0 . 0 0 9 90 . 4 50 . 2 7 2 8L HA s2 Tf12  故降液管设计合理。 ④、降液管底隙高度 精馏段： 取  则 m 0 . 1 0 . 0 0 5 5 3Lh 0W1 s1o  l 提留段： 取  则 m 0 . 0 50 . 1 0 . 0 0 9 9Lh 0W2 s2o  l （ oh 不宜小 于 ～ m，满足要求） 故降液管底隙高度设计合理。 六盘水师范学院化工原理课程设计说明书 20 （二）、塔板布置及浮阀数目与排列 （ 1） 塔板分布 本设计塔径 ,采用分块式塔板，以便通过人工装拆塔板。 （ 2） 浮阀数目与排列 精馏段：取阀孔动能因子 120F ,则孔速 78  VFu m/s 每层塔板上浮阀数目： 3341 7 7 ** 202001  udVN S 块 取边缘区宽度 mWC  ,破沫区宽度 mWS  计 算塔板上的鼓泡区面积，即： ]a r c s in1 8 0[2 222 RxRxRxAa  其中 mWDRC  mWWDx Sd 7 1 7 ) 7 2 ()(2  所以 2222 5 0 ]a r c s i n1 8 0[2 mRxRxRxAa   浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一个横排的孔心距 t=72mm 则排间距： 103  taNAtmm 因塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支撑与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距应小些，取 881t mm，按 t=73mm, 881t mm，以等腰三角形叉排方式作图 ，得排阀数 380个。 六盘水师范学院化工原理课程设计说明书 21 按 N=380 重新计算： 8 00 3 8 9 0 201  m/s 8 F 塔板开孔率： % uu 提留段：取阀孔动能因子 120F ,则孔速  VFu m/s 每层塔板上浮阀数目： 3 5 0*0 3 *7 8 7 8 8 202202  udVN S 块 浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一个横排的孔心距 t=75mm 则排间距： 950 7 5 0 5 0  taNAtmm 六 、塔板的流体力学计算 （一）、气相通过浮阀塔板的压降可根据 hhhh cp  1 计算 精馏段：干板阻力： 11  vocu m/s 因 101 ocuu  ，故 mguh Lvc 2120201    板上充 气液层阻力： 取  ， mhh LL   液面表面张力及所造成的阻力： 此阻力很小，可忽略不计，因此与气体流经塔板的压降相当的高度为： mh P 0 7 0 6 5 3 3 5 6 5  7 1 5 5  ghP LpP  Pa 提留段：干板阻力： 22  vocu m/s 因 202 ocuu  ，故 mguh Lvc 2220222    板上充气液层阻力： 六盘水师范学院化工原理课程设计说明书 22 取  ， mhh LL   液面表面张力及所造成的阻力： 此阻力很小，可忽略不计，因此与气体流经塔板的压降相当的高度为： mh P 0 9 7 6 2   ghP LpP  Pa （二）、淹塔 为了防止发生淹塔现象，要求控制降液管中清夜高度。