苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务书

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

1?1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/?V1?1.82573.1/2.92?5.838m/s

u01?u0c1,则hc1?19.00.175u01?L1 19?3.490.175??0.027m液柱851/V2?1.82573.1/?3.49提馏段 u0c2?1.82753.1?5. 295m/su02?u0c2,则

hc2?19.00.175u02?L2 19?4.810.175??0.027m液柱935.94（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

h??4?L

?Lgd04?L4?21.11?10?3??0.0020m液柱 精馏段液体表面张力所产生的阻力h?1??Lgd0851?9.81?0.005提镏段液体表面张力所产生的阻力h?24?L4?19.77?10?3???0.0017m液柱 ?Lgd0935.94?9.81?0.005精馏段每层压降 hp1?hc1?hl?h?1?0.027?0.035?0.0020?0.064m ?pp1?hp1?L1g?0.064?851?9.81?0.53kPa?0.7kPa 提馏段每层压降 hp2?hc2?hl?h?2?0.027?0.035?0.0017?0.064m ?pp2?hp2?L2g?0.064?935.94?9.81?0.60kPa?0.7kPa

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故满足设计要求。 7.2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。 7.3液沫夹带 （1）精馏段

ua?Vs1.758??0.901

AT?Af2.0096?0.145?65.7?10??uaev??H?h?Lf?T（2）提镏段

????3.25.7?10?6?1.189????21.11?10?3?0.35?2.5?0.07?3.2?0.051kg液/kg气ua?Vs1.766??0.947

AT?Af2.0096?0.145?65.7?10??uaev??H?h?Lf?T7.4漏液

（1）精馏段漏液的验算 u0?????3.25.7?10?6?1.186????19.77?10?3?0.35?2.5?0.07?3.2?0.064kg液/kg气

F0?V 取F0=5，则

u0?5?2.93m/s?3.49m/s 2.92故在设计负荷下不会产生过量漏液。 （2）提馏段漏液的验算

u0?5?2.68m/s?4.94m/s 3.49故在设计负荷下不会产生过量漏液。 7.5液泛

为了防止液泛现象的发生，要求控制降液管中清液层高度Hd??(HT?hW)，而

Hd?hp?hL?hd

与气体通过塔板压降所相当的液柱高度 精馏段 hp1?0.066m液柱 提馏段 hp2?0.063m液柱 液体通过降液管的压头损失

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?LS1??0.0018??精馏段 hd1?0.153??0.153???0.00041m液柱 ?lh?1.056?0.023???W01??LS2??0.00125??提馏段 hd2?0.153??0.153???0.0023m液柱 ?lh??1.056?0.066??W02?板上液层高度

精馏段和提馏段皆为hL?0.07m

因此，取??0.5，降液管中清液层高度如下：

精馏段 Hd1?hp1?hL1?hd1?0.064?0.070?0.00041?0.1344m

2222?(HT?hW1)?0.5(0.35?0.061)?0.2055?Hd1

提馏段 Hd2?hp2?hL2?hd2?0.064?0.070?0.0023?0.1363m ?(HT?hW2)?0.5(0.35?0.035)?0.1925?Hd2 故，精馏段和提馏段均符合防止液泛的要求。

8.探班负荷性能图

8.1精馏段塔板负荷性能图 (1)漏液线（气相负荷下限线）

u0?F0?V 取F0=5，又n?Vu0d?/420

故(Vs)min??4d02nu0??4?0.0392?316?2.93?1.106m3/s

据此做出与液体流量无关的水平漏液线① (2)液沫夹带线（气相负荷上限线）

5.7?10??uaev??H?h?f?T?6????

3.2其中，

ua?VSVS??0.536VSAT?Af2.0096?0.145

hf?2.5hL?2.5hw?how??2??3?23600L???S?2.5?0.061?2.84?10?3E????0.152?1.6Ls3

?1.056?????取液沫夹带极限值ev为0.1kg液/kg气

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已知??21.07mN/m， HT?0.35m

?0.536Vs5.7?10?0.1??2321.11?10?3?0.35?0.152?1.6Ls??6?? ??3.2整理得：VS?2.34?19.05LS2/3

在操作范围内任取几个LS值，依上式算出相应的VS值列于下表中

LS/(m3/s) VS/(m3/s) 0.0006 2.204 0.0015 2.090 0.0030 1.944 0.0045 1.821 依表中数据在VS?LS图中做出液沫夹带线② (3)液相负荷下限线

取平堰、堰上液层高度how?0.006m作为液相负荷下限条件，取E?1.0 则 how?02.84360LS,min2/3E() 1000lw0.006??3600LS,min?2.84??1.0????1000?1.056?

323整理上式得Ls,min?0.00048m/s

依此值在VS—LS图中作线即为液相负荷下限线③。 (4)液相负荷上限线

以??4s作为液体在降液管中停留时间的下限

??AfHTLs?4

AfHT40.0567?0.35?0.005m3/s

4(LS)max??依此值在VS—LS图中作线即为液相负荷上限线④ (5)液泛线

令Hd??(HT?hW)

由 Hd?hp?hL?hd hp?hc?h1?h? h1??hL hL?hW?hOW 联立整理得 aV2s?b?cL?dLs2s23

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