苯-甲苯筛板精馏塔分离课程设计(编辑修改稿)

苯-甲苯筛板精馏塔分离课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

D ，再由平衡曲线得 1x = )9 8 ( 8 V D mM kg/kmol )( L D mM kg/kmol 进料板的平均摩尔质量计算 Fy 查平衡曲线得 Fx )5 1 ( 1 V F mM kg/kmol )( L F mM kg/kmol 精馏段平均摩尔质量 )( VmM kg/kmol )( LmM kg/kmol (1).气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算，即 mvm vmmPMRT = ( ) k g m  (2).液相平均密度计算 塔顶液相平均密度计算 由  ,查手册得， 338 1 2 . 7 , 8 0 7 . 9ABk g m k g m 31 8 1 2 .50 .9 5 0 .0 58 1 2 .7 8 0 7 .9Lo m k g m  进料板平均 密度的计算 由湖北民族学院化学与环境工程学院课程设计说明书 9 )K / ( k m o lKJ 1 3 3 . 4 5 0 . 9 8 7 1 3 3 . 8 0 0 . 0 1 3 1 0 6 . 7 ) x(1 C x C C W2 P WP1PW  进料板液相平均密度的计算 由 339 2 . 0 5 , 8 0 1 . 5 , 7 9 8 . 1oF A Bt C k g m k g m  ， 进料板液相的分率计算： 3/ mKglF mA  精馏段液相平均密度为 3( 8 1 2 . 5 7 9 9 . 5 ) 8062lm kg m  以提馏段为例进行计算 每层塔板压降 P KPa 进料板压力 FP KPa 精馏段平均压力 )( MP KPa XF= Xw= 由内插值法求得： 进料板温度 Ft ℃ 塔顶温度 110tw  ℃ 精馏段平均温度 1012  Fwm ttt℃ 塔釜平均摩尔质量的计算 由  yxw ，再由平衡曲线得 1x = 0. 01 2 78 .1 1 ( 1 0. 01 2) 92 .1 3 91 .9 60. 00 5 78 .1 1 ( 1 0. 00 5 ) 92 .1 3 92 .0 6v wmlwmkgM k m olkgM k m ol           湖北民族学院化学与环境工程学院课程设计说明书 10 进料板平均摩尔质量计算 有图解理论板 Fy 查平衡曲线得 Fx . 0. 67 0 78 .1 1 ( 1 0. 67 0) 92 .1 3 82 .7 40. 45 78 .1 1 ( 1 0. 45 ) 92 .1 3 85 .8 2VFmLF mkgM k m olkgM k m ol           提馏段平均摩尔质量 ( 91 .9 6 82 .7 4) 87 .3 52( 92 .0 6 85 .8 2) 88 .9 42vmmlkgM k m olkgM k m ol (1).气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算，即 mvm vmmPMRT = 311 7. 9 87 .3 5 . 31 4 (10 1 27 3. 15 ) kg m  (2).液相平均密度计算 塔釜液相平均密度计算 由331 1 0 , 7 8 1 . 2 , 7 8 0 . 5ow A Bk g k gtC mm   31 7 8 0 .50 .0 1 0 .9 97 8 1 .2 7 8 0 .5lw m kg m  进料板液相的分率计算： 30 . 4 5 7 8 . 1 1 0 . 4 10 . 4 5 7 8 . 1 1 0 . 5 5 9 2 . 1 31 7 9 9 . 50 . 4 1 0 . 5 98 0 1 . 5 7 9 8 . 1AlF mkgm   提馏段液相平均密度为 3( 7 8 0 . 5 7 9 9 . 5 ) 7902wm kg m  湖北民族学院化学与环境工程学院课程设计说明书 11 精馏塔的塔体工艺尺度计算 精馏段塔径的计算 ： 331 / 2 1 / 25 2 .9 2 8 0 .7 30 .4 0 1 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 .9 63 0 .4 0 8 2 .6 50 .0 0 0 8 7 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 60 .0 0 0 8 7 3 6 0 0 8 0 6( ) ( ) 0 .0 3 60 .4 0 1 3 6 0 0 2 .9 6VmSVmLmSLmh LhVVMV m sLML m sLV        取板间距  ，板上液层高度  ， h m    图 22 斯密斯关联图 查图 22，得 20  0 . 2 0 . 220m a x2 0 . 1 3( ) 0 . 0 7 2 ( ) 0 . 0 7 2 12 0 2 08 0 6 2 . 9 60 . 0 7 2 1 . 1 8 8 /2 . 9 6LCms   湖北民族学院化学与环境工程学院课程设计说明书 12 取安全系数为 ，则空塔气速为 m a /4 4 SmsVDm        按标准塔径圆整后为 D＝ 塔截面积为 2 2 21 . 6 0 . 7 8 544TA D m    实际空塔气速为 0 .4 0 1= = 0 .5 1 2 /0 .7 8 5 ms 提馏段的气液相体积流率为： 39。 339。 31 / 2 1 / 2 /3600 3600 /3600 3600 790 3600 790( ) ( ) 3600 VmSVmLmSLmh LhVVMV m sLML m sLV        取板间距  ，板上液层高度  ， 查图 22，得 20  0 . 2 0 . 220m a x1 9 . 0 6( ) 0 . 0 7 2 ( ) 0 . 0 7 1 32 0 2 07 9 0 3 . 3 10 . 0 7 1 3 1 . 1 /3 . 3 1LCms   取 安全系数为 ，则空塔气速为 m ax0 .7 0 .7 1 .1 0 .7 7 /4 4 0 .4 0 3 0 .8 20 .7 7SmsVDm        按标准塔径圆整后为 D＝ 塔截面积为 2 2 21 . 6 0 . 7 8 544TA D m    实际空塔气速为 0 .4 0 1= = 0 .5 1 3 /0 .7 8 5 ms 湖北民族学院化学与环境工程学院课程设计说明书 13 精馏段有效高度为 mHNZ T  精精 提馏段有效高度为 mHNZ  提提提 在进料板上方开一个人孔，其高度为 ，故精馏塔的有效高度为 mZZZ  提精 精馏段塔板主要工艺尺寸的计算 因塔径 D=,，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘，各项计算如下： (1).堰长 wl 取 wl == = (2).溢流堰高度 wh 由 w l owh h h ，选用 平直堰，堰上液层高度 2 / 32 .8 4 ()1000ow LhhElw 近似取 E=1,则 2 / 32 . 8 4 0 . 0 0 0 8 7 3 6 0 01 ( ) 0 . 0 0 81 0 0 0 0 . 6 6owhm    取板上清液层高度 60Lh mm ，故 0. 06 0. 00 8 0. 05 2wh    (3).弓形降液管宽度 dW 和截面积 fA 湖北民族学院化学与环境工程学院课程设计说明书 14 图 23 弓形浆液管的参数 由  ，查图 23，得 0 .0 7 2 2 , 0 .0 1 2 4f dTA WAD 故 20 . 0 7 2 2 0 . 0 7 2 2 0 . 7 8 5 0 . 0 5 6 70 . 1 2 4 0 . 1 2 4 1 . 0 0 . 1 2 4fTdA A mW D m       依式验算液体在降液管中停留时间，即 3600 3 6 0 0 0 . 0 5 6 7 0 . 4 0 2 6 . 0 7 50 . 0 0 0 8 7 3 6 0 0fThAH ssL     故降液管设计合理 (4).降液管底隙高度 0h 0 39。 039。 03600 8 /hwLhlms取 则0 0 . 0 0 0 8 7 3 6 0 0 0 . 0 23 6 0 0 0 . 6 6 0 . 0 8hm 选用凹形受液盘，深度 39。 50wh mm (1).边缘区宽度确定 取 39。 0 .0 6 5 , 0 .0 3 5S S CW W m W m   湖北民族学院化学与环境工程学院课程设计说明书 15 (2).开孔区面积计算 开孔区面积 aA 按式（ 512）计算，即 2222222( a r c si n )180( ) ( ) 22 22 2 ( a r c si n ) 180 adsCarxA x r xrDx W W mDWmAm                 其 中 r故 (3).筛孔 计算及其排列 物系无腐蚀性，可选用 3mm 碳钢板，取筛孔直径 0 5d mm 筛孔按正三角形排列，取孔中心距 03 3 5 15t d mm     筛孔数目221 . 1 5 5 1 . 1 5 5 0 . 5 3 2 23710 . 0 1 5aAn t    个 开孔率为 220 0 . 0 0 50 . 9 0 7 ( ) 0 . 9 0 7 ( ) 1 0 . 1 %0 . 0 1 5dt     气体通过筛孔的气速为0 0 0 . 4 0 1 7 . 4 6 /0 . 1 0 1 0 . 5 3 2SV msA    3．筛板的流体力学验算 (1)塔板压降 ①干板阻力 ch 计算 干板阻力 ch 计算： 2000 .0 5 1( ) ( )VcLh C 由 0 / 5 / 3 7d  ，查图 510得 0  故 27 . 4 6 2 . 9 60 . 0 5 1 ( ) ( ) 0 . 0 1 7 50 . 7 7 2 8 0 6chm液柱 ②气体通过液层的阻力 1h 计算 1 Lhh 湖北民族学院化学与环境工程学院课程设计说明书 16 1 / 2 1 / 20 / / ( )SaTfV msAAF k g s m      查图 26，得  10 ( ) 0 . 6 7 ( 0 . 0 5 2 0 . 0 0 8 ) 0 . 0 4 0 2L W Wh h h h m      液柱 ③液体表面张力的阻力计算 液体表面张力所产生的阻力 h 计算： 304 4 2 0 . 1 3 1 0 0 . 0 0 28 0 6 9 . 8 1 0 . 0 0 5LLhmgd   液柱 气体通过每层塔板得液柱高度 ph 可按下式计算： 1 0 . 0 1 7 5 0 . 0 4 0 2 0 . 0 0 2 0 . 0 5 9 7pch h h h m      液柱 气体通过每层塔板的压降 0 . 0 5 9 7 8 0 6 9 . 8 1 4 7 2 0。