苯-甲苯二元蒸馏课程设计任务书(编辑修改稿)

苯-甲苯二元蒸馏课程设计任务书(编辑修改稿)内容摘要：

另假设阀孔动能因数为12，采用与上面相同的步骤，可得适宜阀孔气速，阀孔总面积，开孔率，处于经验范围内。 ③由适宜阀孔气速求得开孔率适宜的阀孔气速应当等于或大于临界阀孔气速。 所谓临界阀孔气速就是使阀刚刚全开时的阀孔气速。 对于F1重阀，临界阀孔气速为同样以塔顶第一块板为例，可得临界阀孔气速为，则阀孔总面积为，进一步可得开孔率为。 由上面的分析，可初步选定塔顶第一块塔板的开孔率为，此时，阀孔气速。 塔板布置（1）区域的划分初步选定了塔板的结构参数之后，便可以进一步作出塔板的布置图。 塔板的两侧是降液管区和受液盘区，其宽度相等；中央为鼓泡区，从进口堰到离它最近的一排浮阀之间为液体分布区，其宽度为，一般在80110mm之间；从出口堰到鼓泡区之间的区域为破沫区，其宽度为，一般与相等；塔壁由于安装有支撑圈，所以要求塔壁与离它最近的阀孔中心线有一定的距离，为，对分块式塔板，一般。 如果有几排浮阀离塔壁过远，以致会造成液体走短路，则可适当设置挡板。 塔板各区域的初步排布情况如图7。 图7 塔板各区域的分布情况（2）浮阀数的确定由浮阀的开孔率及阀孔气速，可得浮阀总数圆整为152。 对浮阀塔板，塔板上的有效面积为其中，；。 代入，得塔板有效面积取等腰三角形的底边长，则可得排间距（等腰三角形的高）为可进一步求得与液流垂直方向的浮阀排数由上述数据，可在方格纸上绘制塔板布置草图，从而确定塔板上的实际阀孔总数。 典型塔板的设计（1）塔顶第二块板①塔顶第二块板的基本物性计算塔顶第二块板和塔顶第一块板的相对挥发度近似相等，即，塔顶第一块板的气相组成，由，可得塔顶第二块板的液相组成为，又由精馏段操作线方程，可得塔顶第二块板气相组成。 故第二块塔板的气相平均摩尔质量，塔顶第二块板的液相组成为。 塔顶第二块板的压力为，由Txy相图可读得塔顶第二块板的温度近似为84℃，故塔顶气相的平均密度为，塔顶第二块板的气相流量为。 ②开孔率a、直接选取开孔率的经验值选取开孔率为，则阀孔总面积为，阀孔气速为。 b、由适宜阀孔气速求得开孔率塔顶第二块板的临界阀孔气速为，即，则阀孔总面积为，开孔率为。 c、由阀孔动能因数的经验值推算开孔率首先假定塔顶第二块板的阀孔动能因数为，阀孔的总面积为，开孔率，大于15%，不合理。 可另取阀孔动能因数为，采用与上述同样的方法，可得阀孔气速为，阀孔总面积，开孔率。 ③塔板布置a、区域的划分破沫区、液体分布区及边缘区的尺寸与塔顶第一块塔板的选取相同。 b、浮阀数的确定由浮阀的开孔率及阀孔气速，可得浮阀总数圆整为239。 对浮阀塔板，塔板上的有效面积为其中，；。 代入，得塔板有效面积取等腰三角形的底边长，则可得排间距（等腰三角形的高）为可进一步求得与液流垂直方向的浮阀排数由上述数据，可在方格纸上绘制塔板布置草图，从而确定塔板上的实际阀孔总数。 （2）塔底最后一块板①塔底最后一块板的基本物性计算塔底最后一块板的气液相组成均为：。 塔底气相平均摩尔质量，塔底最后一块板的液相平均摩尔质量。 塔底最后一块板的压力为，温度为120℃，可得塔底最后一块板的气相密度为，塔底最后一块板的气相体积流量为。 ②开孔率a、直接选取开孔率的经验值选取开孔率为，则阀孔总面积为，阀孔气速为。 b、由适宜阀孔气速求得开孔率塔顶第二块板的临界阀孔气速为，即，则阀孔总面积为，开孔率为。 c、由阀孔动能因数的经验值推算开孔率首先假定塔顶第二块板的阀孔动能因数为，阀孔的总面积为，开孔率，大于15%，不合理。 可另取阀孔动能因数为，采用与上述同样的方法，可得阀孔气速为，阀孔总面积，开孔率。 ③塔板布置a、区域的划分破沫区、液体分布区及边缘区的尺寸与塔顶第一块塔板的选取相同。 b、浮阀数的确定%，可得浮阀总数圆整为224。 对浮阀塔板，塔板上的有效面积为其中，；。 代入，得塔板有效面积取等腰三角形的底边长，则可得排间距（等腰三角形的高）为可进一步求得与液流垂直方向的浮阀排数由上述数据，可在方格纸上绘制塔板布置草图，从而确定塔板上的实际阀孔总数。 （3）典型塔板浮阀排布结果由图可知塔顶第二块板排得的实际板数为232，实际阀孔总面积，实际开孔率为，实际阀孔气速，实际阀孔动能因数。 塔底最后一块板的实际板数为218，实际阀孔总面积，实际开孔率为，实际阀孔气速，实际阀孔动能因数。 塔顶第二块板及塔底最后一块板的设计结果基本满足要求。 四、浮阀塔典型塔板流体力学计算塔顶第二块板（1）基本物性由前面的计算结果知：塔顶第二块板的气相密度为，液相密度近似与塔顶第一块板密度相同，即，液相体积流量为，气相体积流量为，液相表面张力为，查表可得塔顶第二块板条件下，苯的气相粘度为，甲苯的粘度为，气相粘度为。 （2）塔板压力降塔板压力降可认为由三部分组成，即为气流通过干塔板的压力降、通过液层的压力降及客服液相表面张力的压力降三者之和：a、干板压力降气流通过干塔板的阻力在浮阀全开前、后是不相同的，阀全开前，阻力主要是由阀重引起，而全开后，阻力则随气流通过阀孔的速度的平方而变化。 33gF1重阀，全开前的干板压降为：全开后的干板压降为b、液层压力降气体通过液层的压力降应等于液层的静压，若忽略板上的液面落差，则其中，为充气系数，；为出口堰高，m；为堰上液头高，m。 对于平口堰 其中，为液相体积流率，；E为液流收缩系数。 液流收缩系数是考虑到塔壁对堰附近的液流所起的收缩作用，可由图216液流收缩系数图查取，图中的横坐标为，由图可读得液流收缩系数为，可进一步求得堰上液头高又已知出口堰高，取，可得液层压力降c、克服表面张力的压力降克服表面张力的压力降为，很小，一般可忽略。 （3）雾沫夹带量①上升气流的雾沫夹带量与板间距、液层厚度、气速、液相物性和塔板结构有关，一般工业上正常操作的雾沫夹带量长控制在Kg雾沫/Kg气体，对浮阀塔板常用阿列克山德罗夫经验式计算雾沫夹带量：其中，为雾沫夹带量，Kg雾沫/Kg气体；为塔的有效鼓泡面积与塔全截面积之比，即；系数，对浮阀塔，当气速接近泛点气速时取高值，速度较小时取低值；为板上液层高度，mm；又有 其中，为液相表面张力，dyne/cm；为气相粘度，；，为常数，查表得，；代入数据，可得，取，从而可得②核算泛点率所谓泛点，是广义地指塔内液面泛滥（包括过量雾沫夹带）而导致的塔效率剧降的操作点。 泛点率是一种统计的关联值，它的意义是设计负荷与泛点负荷之比，以百分率表示。 浮阀塔的泛点率可由下面的式子求取：其中，为泛点率，%；为气相负荷因数，；为泛点负荷因数，可通过查图217浮阀塔板泛点负荷因数图求得，由，可查得；为系统因数；为液相流程长，对单流式，m；为液流面积，对单流式。 将数据代入，可分别求得，，故泛点率应取两者中的较大值，即，小于80%82%。 （4）降液管内液面高度降液管内液层高度超过一定值以后，就可能因液体所携带的泡沫充满整个降液管而发生“淹塔”（即降液管液泛），使塔的正常操作被破坏。 降液管内液面高度 为塔板上的液面落差，浮阀塔很小，一般可忽略；为液层流过降液管时的阻力损失，m液柱，由两部分组成，；其中，从而可得故。 从而。 为防止淹塔，应使，取，可得，故不会发生淹塔。 （5）漏液塔板上液体的泄漏量随阀重、气相密度、阀孔气速、阀的开度的增加而减少，而随液层厚度的增加而增加，其中阀重及阀孔气速的影响最为显著。 对F1重阀，其泄露点的阀孔动能因数可通过下式计算：其中，代入数据，可得，不会发生泄露。 （6）液体再降液管内的停。