苯—甲苯精馏塔设计_化工原理课程设计书(编辑修改稿)

苯—甲苯精馏塔设计_化工原理课程设计书(编辑修改稿)内容摘要：

8 9 . 3 6 0 . 0 0 2 0 4 /3 6 0 0 3 6 0 0 7 8 1 . 9 3LmLmLML s m s    0 .0 0 2 0 4 3 6 0 0 7 .3 6 /hL m h   四、 精馏塔的塔体工艺尺寸设计 1. 塔径计算 初选板间距  ，取板上液层高度 mhL  ， 故 0 .4 0 0 .0 6 0 .3 4TLH h m   ； 1 12 20 . 0 0 1 1 2 8 0 1 . 8 9 0 . 0 5 1 30 . 3 6 2 . 9 5S L mS v mLV               查教材 P161图 得 C20=；依式 20 20 CC 校正物系表面张力为 /mN m 时 0 . 2 0 . 220 2 0 . 1 30 . 0 7 0 . 0 7 0 12 0 2 0CC              m a x 8 0 1 . 8 9 2 . 9 50 . 0 7 0 1 1 . 1 5 4 /2 . 9 5LVVC m s      可取安全系数为 ，则 m a x0. 8 0. 8 1. 15 4 0. 92 3 /ms    故 4 4 0 . 3 6 0 . 7 03 . 1 4 0 . 9 2 3SVDm    所求塔径符合标准，不需圆整，空塔气速为 对提馏段： 初选板间距  ，取板上液层 高度  ， 故 0 .4 0 0 .0 6 0 .3 4TLH h m   ； 1 12 20 . 0 0 2 0 4 7 8 1 . 9 3 0 . 0 8 70 . 3 7 3 . 1 2S L mS v mLV               查教材 P161 图 得 C20=；依式 20 20 CC 12 校正物系表面张力为 /mN m 时 0 . 2 0 . 220 1 8 . 4 90 . 0 6 8 0 . 0 6 6 92 0 2 0CC              39。 m a x 7 8 1 . 9 3 3 . 1 20 . 0 6 6 9 1 . 0 6 /3 . 1 2LVVC m s      可取安全系数为 ，则 39。 m a x0 . 8 0 . 8 1 . 0 6 0 . 8 4 8 /ms    故 4 4 0 . 3 7 0 . 7 53 . 1 4 0 . 8 4 8SVDm    按标准 ,塔径圆整为 ,则空塔气速。 精馏段和提溜段 塔径不一致，根据塔径的选择规定，对于相差不大的二塔径取二者中较大的，因此塔径取 2. 精馏塔有效高度计算 精馏段 有效高度为 ( N 1 ) 0. 40 (10 1 ) 3. 6TZ H m      提馏段有效高度为 39。 39。 ( N 1 ) 0 . 4 0 (1 4 1 ) 5 . 2TZ H m      在进料板上方开一人孔，其高度为 ，故精馏塔的有效高度为： 3 .6 5 .2 0 .8 9 .6Zm    五、 塔板主要工艺尺寸计算 1. 溢流装置计算 因塔径 D＝ ，可选用单溢流弓形降液管，采用平行 受液盘。 对精馏段 各项计算如下： 1) 溢流堰长 wl ：取堰长 wl 为 = = 2) 出口堰高 Wh ： OWLW hhh  ，取 Lh = 依式 232 .8 41000 how wLhEl ，近似取 E=1， 可得 2 23 32 . 8 4 2 . 8 4 4 . 0 41 0 . 0 1 11 0 0 0 1 0 0 0 0 . 5 3hOW WLh E ml       故 0 .0 6 0 .0 1 1 0 .0 4 9whm   3) 降液管的宽度 dW 与降液管的面积 fA ： 由 Dlw 查 教材 图 3— 10 得 DWd ， Tf AA 13 故 0 . 1 2 4 0 . 1 2 4 0 . 8 0 . 0 9 9dW D m   ， 2 2 23 . 1 40 . 0 7 2 2 0 . 0 7 2 2 0 . 8 0 . 0 3 6 344fA D m      计算液体在降液管中停留时间以检验降液管面积， 即 0 . 0 3 6 3 0 . 4 0 1 2 . 9 60 . 0 0 1 1 2fTsAH sL   （大于 5s，符合要求） 提馏段 39。 0 . 0 3 6 3 0 . 4 0 7 . 1 239。 0 . 0 0 2 0 4fTsAH sL   （大于 5s，符合要求） 4) 降液管底隙高度 oh ：取液体通过降液管底隙的流速 39。 /o ms  39。 0 . 0 0 1 1 2 0 . 0 2 60 . 5 3 0 . 0 8so woLhml    符合 要求 2. 塔板布置 1）塔板的分块 精馏段 因 D=800mm，故塔板采用整 块式。 a)取边缘区宽度 Wc=,安定区宽度 39。 W m b)开孔区面积计算 ：    RxRxRxA a 1222 s in1802  0 . 8 0 . 0 3 5 0 . 3 6 522CDR W m    ，     W W       2 2 2 1 20 . 2 3 62 0 . 2 3 6 0 . 3 6 5 0 . 2 3 6 0 . 3 6 5 s i n 0 . 3 1 91 8 0 0 . 3 6 5aAm        c)筛孔数 n 与开孔率  ： 取筛空的孔径 0d 为 mm5 ，正三角形排列，碳钢 板厚为 mm3 ,取 dt ， 故孔中心距 mmt  14 筛孔 数 3 1155 10     个， 开孔率 2200. 90 7 50. 90 7 10 .1 %15()t d     则每层板上的开孔面积 0A 为 20 0 . 1 0 1 0 . 3 1 9 0 . 0 3 2aA A m     气体通过筛孔的气速为00 .3 6 1 1 .2 5 /0 .0 3 2So V msA    提馏段 筛孔数、开孔率与精馏段相同 气体通过筛孔的气速为 39。 39。 00 .3 7 1 1 .5 6 /0 .0 3 2So V msA    所以气体通过筛孔的气速选 六、 筛板的流体力学验算 精馏段： 1. 塔板压降 1） 干板阻力 ch 计算 由 0 / 5 / 3 1. 67d  ，查图得， 0  干板阻力 2 2001 1 .2 5 2 .9 50 .0 5 1 0 .0 5 1 0 .0 3 90 .7 7 2 8 0 1 .8 9VcLhmC                   2）气体通过液层的阻力 lh 计算 20 . 3 6 0 . 7 7 /0 . 4 0 . 0 3 6 3Sa TfV msAA     ， 0 . 5 1 0 . 50 . 7 7 2 . 9 5 1 . 3 2 3a a VF u k g s m       由 o 与 aF 关联图查得板上液层充气系数 o =，依式 o Lh h m    3）液体表面张力 h 计算 依式 304 4 2 0 . 1 3 1 0 0 . 0 0 28 0 1 . 8 9 9 . 8 1 0 . 0 0 5Lhmgd    15 故 0 . 0 3 9 0 . 0 3 7 0 . 0 0 2 0 . 0 7 8p c lh h h h m       则单板压强： 0 . 0 7 8 8 0 1 . 8 9 9 . 8 1 6 1 3 . 5 9 0 . 9P p LP h g P a k P a       2. 液面落差 对于筛板塔，液面落差很小，且本例的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。 3. 雾沫夹带 3 . 2 3 . 26635 . 7 1 0 5 . 7 1 0 0 . 7 7 0 . 0 1 8 / 0 . 1 /2 0 . 1 3 1 0 0 . 4 0 2 . 5 0 . 0 6av Tfe k g k g k g k gHh         液 体 气 体 液 体 气 体在设计负荷下不会发生过量雾沫夹带。 4. 漏液 由式   VLLow hhC   / 0 5 0  得   8 0 1 . 8 94 . 4 0 . 7 7 2 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 6 0 . 0 0 22 . 9 5ow       /ms 筛板的稳定性系数 0 1 1 .5 6 1 .9 3 1 .55 .9 8OWK    ，故在设计负荷下。