丙酮和水体系精馏分离板式塔设计

?mw?0.249mP?s 精馏段液相平均粘度

'0.431?0.245?m?2?0.338mPa?s

提馏段液相平均粘度

?\0.431?0.249m?2?0.339mPa?s

全塔液相平均粘度 ??0.245?0.431?0.2493?0.308mPa?s

1. 塔径的计算

精馏段的体积流率计算：

VVs?Mvm120.18?3600??50.105?0.87m2/sLM3600?1.92LLMlm68?38.1485S?3600???852.349?0.00087m3/s

LM3600

U?C?maxL??V?V提留段：Vs=0.569M2/s Ls=0.0036M2/s

(史密斯关联图)图横坐标：

Ls?L120.00087V()??(852.349)12?0.023 s?V0.871.92提留段：

LsV(?L)12?0.00360.569?(951.371.809)12?0.145 s?V取板间距HT?0.3，板上液层高度hL?0.06m

HT?hL?0.3?0.06?0.24m

C20?0.052：查附图： C?CG.240.43730.220?(L20)0?0.052?(20)?0.05986

U?0.05986852.349?1.92max1.92?1.259m/s表观空塔气速：

U'?(0.6?0.8)Uma x估算塔径：

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提留段：

C20=0.04

Umax=1.138 m/s

提留段： D’=1.03M 塔截面积：

?22AT??1.2?1.1304m At=0.83m2 4 V0.87 ?0.77m/s 实际塔气速： U?s?AT1.1304U=0.69m/s 精馏塔的有效高度的计算

精馏段有效高度为：

Z精?N精-1HT??15-1??0.3?4.2m 提留段有效高度为：

Z提?N提-1HT?9-1?0.3?2.4m 在进料板上方开一小孔，其高度为0.8m，故精馏塔的有效高度为： Z?Z精?Z提?0.8?7.4m 3.溢流装置的计算

⑴堰长lw 可取lw=0.66D=0.66×1.2=0.792m Lw=0.6798m ⑵溢流堰高度hw 232.84?Ln? ?E? 由hw=hL?hw，选用平直堰，堰上液层高度：how? ??1000?Lw? 22.48?3600?0.00087?3 ?1??m 取用E=1，则how???0.006210000.792How=0.0177m ?? 取液上清液层高度hw?0.06?0.0062?0.0538m Hw=0.043m ⑶弓形降液管宽度Wd和截面积At 由lw/D?0.66，查图5-7（）附图得 AW ;2d?0.136 t?0.076 ATDWd=0.141Af=0.063 D'?V4s?1.2m '?U?????? Wd?0.136?1.2?0.1632m;Af?0.0762?1.1304?0.086m2 用经验公式：

提留段：

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??5.25s

?? 故降液管设计合理。

3600AfHT3600?0.086?0.3??29.7s?5s

Lh0.00087?3600⑷降液管底隙高度h0比hw低10mm，则：

h0=hw－0.01=0.0538－0.01=0.0438m

'?50mm 故选用凹形受液盘，深度hw塔板布置

⑴塔板的分块

因为D≥800mm，故塔板采用分块式，查表5-3得：塔板分3块。 ⑵边缘区宽度确定

m 取Ws?Ws'?0.070m,WL?0.035⑶开孔区面积Aa

??r2x?22?Aa?2?xr?x?arcsin?180r???

D1.2x???W???0.1632?0.07??0.366m822 其中，

r?D1.2?WL??0.035?0.565m22 2????0.5650.3668222?Aa?2??0.3668?0.565?0.3668?arcsin?0.765m?1800.565???⑷筛孔计算及其排列

选用δ=3mm碳钢筛孔直径板，取筛孔直径d0=5mm 筛孔按正三角形排列，取孔中心距t=3d0=5mm

Aa/t2? 筛孔数目： n?1158000 开孔率： ??0.907d 气体通过阀孔的气速为：

1158000?0.765?393个7

15^22?t?2?0.005??0.907????10.1%

?0.015?U0?VSA?0.87/?0.101?0.765??11.26m/s

0

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3 塔高的计算

塔的高度可以由下式计算：

Z?H(N?2?S)H?STH?FH? WHP?THP--塔顶空间（不包括头盖部分）

HT--板间距 N---实际板数 S---人孔数

HF--进料板出板间距

Hw--塔底空间（不包括底盖部分）

已知实际塔板数为N=23块，板间距HT=0.3由于料液较清洁，无需经常清洗，

可取每隔8块板设一个人孔，因为板数较少，所以可以忽略人工开孔数。 取人孔两板之间的间距HT?0.6m，则塔顶空间HP=1m，塔底空间HW=1.5m，进料板空间高度HF?0.8m，那么，全塔高度：

Z?20.7m

4 塔板结构尺寸的确定

由于塔径大于800mm，所以采用单溢流型分块式塔板。 取无效边缘区宽度WC=35mm，破沫区宽度WS?70mm， 查得 堰长檐长Lw?792mm 弓形溢流管宽度Wd?163mm 弓形降液管面积Af?0.09m2 降液管面积与塔截面积之比 堰长与塔径之比

Af?7.62% ATLW?0.660 D降液管的体积与液相流量之比?，即液体在降液管中停留时间一般应大于5s 液体在精馏段降液管内的停留时间

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