苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

223精馏段： h.84E??Lh1???2.84?3OW1?21000??l?0.0011?3600??W??1000?0.66??0.0094m 取板上清液层高度 hL?70mm，则

hW1?hL?hOW1?0.07?0.0094?0.061m

223提馏段：h3OW2?2.841000E??L?h2???2.84??l?0.0043?3600?W??1000?0.66???0.023m 同理取板上清液层高度 hL?70mm，则

hW2?hL?hOW2?0.07?0.023?0.047m （3）弓形降液管宽度Wd和截面积Af 当

lWD?0.66时，查表得 Wd?0.124，Wd?0.124?1.0?0.124m DA

fA?0.0722，Af?0.0722?0.785?0.0567m2T（4）液体在降液管里停留的时间 精馏段

?3600AfHT1?L?3600?0.0567?0.353600?0.0011?18.04s?5s

h1提馏段

?3600AfHT3600?0.0567?0.352?L?h23600?0.0043?4.6s?3s

故降液管设计合理 （5）降液管底隙高度h0 hh0?L3600lWu? 0精馏段和提馏段降液管下端与塔板间出口处的液体流速分别取

u?01?0.075m/s u?02?0.180m/s 精馏段 hLh13600lu?3600?0.001101?0.075?0.02m2 W?013600?0.66?提馏段 hLh202?3600l?3600?0.0043?0Wu?.66?0.180.03m6 023600?0

13

hw1?h01?0.061?0.022?0.039m?0.006mhw2?h02?0.047?0.036?0.011m?0.006m

故降液管底隙高度设计合理。 选用凹形受液盘，深度hw?50mm

6.2塔板布置的计算

选用F1型浮阀，阀孔直径39mm，阀片直径48mm，阀片厚度2mm，最大开度8.5mm，静止开度2.5mm，阀质量为32~34g。 （1）阀孔临界速度 0.5480.548精馏段 ?u????72.8?0?Kp1??????72.8?V1???2.89???5.86m/s

0.5480.548提馏段 ?u0?Kp2????72.8???????72.8??3.49?V2????5.28m/s

上下两段相应的阀孔动能因子为：

F01??u0?Kp1?V1?5.862.89?9.962

F02??u0?Kp2?V2?5.283.49?9.845

均属正常操作范围。

（2）精馏段塔板布置

取边缘区宽度Wc?0.055m,安定区宽度Ws?0.065m，

开孔区面积A?2?R22?1x?a?2??xR?x?180sinR?

? ?2??0.3110.4425?0.3121???0.4425sin?10.31?12?1800.44?5??0.50m4其中，

R?D2?W?1.0C2?0.055?0.445mx?D2??W1.0d?Ws??2??0.124?0.065??0.311 （3）提馏段塔板布置

取边缘区宽度Wc?0.030m,安定区宽度Ws?0.055m，

??R2开孔区面积A22?1x?a?2??xR?x?180sinR??

14

，

?0.321??2 ?2?0.3210.4702?0.3212??0.4702sin?1?0.552m?1800.470??其中，

D1.0?WC??0.030?0.470m22D1.0x???Wd?Ws????0.124?0.055??0.321

22（4）浮阀数n与开孔率?

R?F1 型浮阀的阀孔直径为39mm 阀孔气速u0?，

F0?VV，其中取F0=8

浮阀数目n?2u0d0?/42

d0开孔率??n2

D精馏段 u0? n?82.89?4.71m/s

4?0.453?81

4.71?0.039?0.039?3.140.039?0.039?12.32% ??81?1?1提馏段 u0?8?4.28m/s 3.494?0.453?89

4.28?0.039?0.039?3.140.039?0.039?13.54% ??89?1?1 n?浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一横排的孔心距t?0.08m，则排间距t?为

Aa0.504??0.08296m?82.96mm nt81?0.075Aa0.552??0.0827m0?82.m7m提馏段 t?? 0nt89?0.075精馏段 t??考虑到塔的直径较大，故采用分块式塔板，而各分快板的支撑与衔接将占去一部分鼓泡区面积，因此排间距应小于计算值，故取t?=80mm=0.08m （5）重新计算孔速及阀数 精馏段 n?Aa0.504??73 tt?0.08296?0.08270 15

u0?V4nd20?/4?0.453?73?0.039?0.039?3.14?5.20m/s

F01?5.862.89?9.962

??73?0.039?0.0391?1?11.10%

提馏段 n?Aatt??0.5520.08296?0.08270?80 u0?V?4nd20?/4?0.45380?0.039?0.039?3.14?4.74m/s

F0?4.74?3.49?8.86 ??80?0.039?0.0391?1?12.17%

由此可知，阀孔动能因数变化不大

7.塔板的流体力学验算

7.1塔板压降

（1）干板阻力hc的计算 精馏段 u0c1?1.82573.1/?1.825V1?73.1/2.89?5.872m/s

u01?u0c1,则u0.175.175h01c1?19.0?19?5.530 ?L1855.51?0.029m液柱提馏段 u0c2?1.82753.1?/825V2?1.73.1/?3.495. 295u02?u0c2,则

hu0.17519?4.940.175c2?19.002??L2934.24?0.026m液柱 （2）气体通过液层阻力h1的计算

取充气系数??0.5，则hl??hL?0.5?0.07?0.035m液柱 （3）液体表面张力的阻力h?的计算

hL??4??

Lgd0 16

m/s