苯-甲苯筛板精馏塔的设计

化工原理课程设计说明书

精馏段液相平均密度为

?3Lm=（812.5+734.2）/2 = 773.35kg/m

4.3.5液体平均表面张力计算 液相平均表面张力依下式计算，即

?Lm??xi?i

塔顶液相平均表面张力的计算 由tD＝82.1℃，查手册得

?A=21.24 mN/m ?B =21.42 mN/m

?LDm= 0.96?21.24?0.04?21.42 = 21.25mN/m

进料板液相平均表面张力的计算 由tF＝92℃，查手册得

?A=19.82mN/m ?B =20.61mN/m

?LFm?0.495?19.82?0.505?20.61=20.22mN/m

精馏段液相平均表面张力为

?Lm=（21.25+20.22）/2 = 20.74mN/m

4.3.6液体平均粘度计算 液相平均粘度依下式计算，即

lg?Lm??xilg?i

塔顶液相平均粘度的计算 由tD＝82.1℃，查手册得

?A =0.302 mPa·s ?B =0.306 mPa·s

lg?LDm= 0.96×lg(0.302)+ (1-0.96)×lg(0.306)

?LDm=0.302 mPa·s

进料板液相平均粘度的计算 由tF＝92℃，查手册得

?A =0.276 mPa·s ?B =0.283 mPa·s

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lg?LFm= 0.495×lg(0.276)+ (1-0.495)×lg(0.283)

?LFm=0.280 mPa·s

精馏段液相平均表面张力为

?Lm = （0.302 +0.280）/2 = 0.291mPa?s

4.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算

4.4.1塔径计算

精馏段的气、液相体积流率为

VVMvms =

3600?=

267.22?80.48?2.053m3Vm3600?2.91/s LLMLm181.02?82.43s =

3600? =

?0.00536m3Lm3600?773.35/s 由 u??Vmax = C

?L? V式中C由式5-5计算，其中的

由图5-1查取，图的横坐标为

Lh0.00536?3600773.351/2V(?L)1/2 =

h?V2.053?3600(2.91) = 0.0426 取板间距HT=0.40m，板上液层高度hL= 0.06m,则

HT- hL = 0.40-0.06 = 0.34m

查图5-1得，C20 = 0.075

C = CL0.220(

?20) = 0.075(

20.7420)0.2 = 0.0755 u

773.35?2.91max = 0.07552.91 = 1.228 m/s

取安全系数为0.7，则空塔系数为

u = 0.7 umax= 0.7?1.228 = 0.860 D =

4Vs?u =4?2.053??0.860?1.744m

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按标准塔径圆整后为D＝1.8 m 塔截面积为

AT =

实际空塔系数为

u =

2.053?0.807m/s 2.543?2?D= ? 1.82=2.543 m2 444.4.2精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为

Z精 = （N精 -1）HT = (8-1) ×0.4=2.8m

提馏段有效高度为

Z提 = （N提 -1）HT=（13-1）×0.4=4.8m

在进料板上方开一人孔，其高度为0.8m 故精馏塔的有效高度为

Z= Z精+ Z提+0.8=2.8+4.8+0.8=8.4m

4.5.塔板主要工艺尺寸的计算

4.5.1溢流装置计算

因塔径D＝1.8m，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lW

取 lW= 0.66D = 0.66?1.8 = 1.19m ②溢流堰高度hw 由 hW?hL?hOW

选用平直堰，堰上液层高度hOW由式5-7计算，即

hOW =

2.84Lh2/3E() 1000lW近似取E＝1,则

hOW =

2.840.00536?36002/3?1?() = 0.018m 10001.19取板上清液层高度hL=0.06m

故 hW?hL?hOW=0.06-0.018=0.042m

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③弓形降液管宽度和截面积

由

lWD?0.66 查图5-7，得

AfA?0.0722

WdTD?0.12 4Af=0.0722AT=0.0722×2.543=0.184m2 Wd=0.124D=0.124×1.8=0.223m

依式5-9验算液体在降液管中停留时间，即

θ=

3600AfHT3600?0.184?0.40L =

h0.00536?3600?13.73s> 5s

故降液管设计合理。 ④降液管底隙高度

hh0?L3600lu' W0 取 u'0=0.16m/s

hh0?L3600l'?0.00536?3600?0.0282m Wu03600?1.19?0.16hW?h0?0.042-0.0282=0.0138m > 0.006m

故降液管底隙高度设计合理

选用凹形受液盘，深度h'W=50mm

4.5.2塔板布置 ①塔板的分块

因D≥800mm，故塔板采用分块式。查表5-3得，塔极分为5块。 边缘区宽度确定

取 Ws = Ws＇= 0.065m , Wc = 0.035m ②开孔区面积计算

开孔区面积Aa按式5-12计算，即

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