化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计(4)

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VCD?mc?CDmC?58?0.07720L?77.20mL

751.2858?0.08163L?86.13mL 673.41VCW??CWmC?VCF??CFmW?58?0.07891L?78.91mL 735.0118?0.01832L?18.32mL 928.518?0.01823L?18.23mL 987.518?0.01875L?18.75mL

959.96VWF??WFmW?VWD??WDmW?VWW??WW?已知：tD=57.117℃ tF=61.275℃ tW=97.737℃

根据附表4数据 ，利用插值法求得在tD、tW、tF下的丙酮和水的表面张力 丙酮在塔顶、塔底、进料的表面张力

70?6017.7?18.8? ?CF?18.66

70?61.27517.7??CF60?5018.8?19.5? ?CD?19.00

60?57.11718.8??CD100?9014.3?15.2 ?CW?14.50 ?100?97.73714.3??CW70?6064.3?66? ?WF?65.78

70?61.27564.3??WF60?5066.0?67.7? ?WD?64.49

60?57.11766.0??WD100?9058.4?60.1? ?WW?58.78

100?97.73758.4??WW塔顶表面张力：

22???WD1?xD?VWD? ??CDxDVCD??1?xD?VWD?xDVCD? 13

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2???1?0.9383?18.23?=

??18.23?0.9383?77.20?0.9383?77.20???1?0.9383=2.37?10?4

2??WD??4B?lg??=lg?2.37?10???3.6253

??CD?2?32?q?CDVCD3? Q?0.441?????WDVWDT?q????19.00??77.20?232?2 =0.441????66.49??18.23?3?

273.15?57.117?2??? =?0.77

A?B?Q=?3.6253?0.77??4.3953

2??SWD联立方程组：A?lg????SCD??? ?SWD??SCD?1 ?带入数据求得：?SWD?0.00634 ?SCD?0.994

?D4?0.00634??66.49?4?0.994??19.00?4?2.093 ?D?19.19 原料表面张力：

22???WF1?xF?VWF? ??CFxFVCF??1?xF?VWF?xFVCF?1112??1?0.275??18.32?=

0.275?78.91???1?0.275??18.32?0.275?78.91?=0.232

2??WF?B?lg??=lg0.232=?0.6345

??CF?2?2?q?CFVCF33? Q?0.441?????WFVWFT?q????18.66??78.91?232?2???65.73??18.32?3? ?0.441?273.15?61.275?2??? ??0.752

A?B?Q??0.752?0.6345??1.3865

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2??SWF联立方程组：A?lg????SCF??? ? ?SWF??SCF?1

代入数据求得 ：?SWF?0.1832 ?SCF?0.8168

?F4?0.1832??65.73?4?0.8168??18.66?4?2.2194 ?F?24.26 塔底表面张力：

22???WW1?xW?VWW? ??CWxWVCW??1?xW?VWW?xWVCW?1112???1?0.0031?18.75?=

??18.75?0.0031?86.13?0.0031?86.13???1?0.0031?69.021

2??WWB?lg???CW??=lg69.021?1.84 ?2?32?q?CWVCW3? Q?0.441?????WWVWWT?q????14.50??86.13?232?2???58.78??18.75?3? ?0.441?273.15?97.737?2??? ??0.6503

A?B?Q??0.6503?1.84?1.1897

2??SWW联立方程组：A?lg????SCW??? ? ?SWW??SCW?1

代入数据求得：?SWW?0.9426 ?SCW?0.0574

?F4?0.9426??58.78?4?0.0574??14.50?4?2.722 ?W?54.9 精馏段的平均表面张力：?1?111?F??D2???W提馏段的平均表面张力：?1?F2?24.26?19.19?21.725

224.26?54.9??39.58

2 15

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3.2精馏塔的主要工艺尺寸的计算

3.2.1体积流量的计算

已知： Rmin?0.175 R?2Rmin?0.35 精馏段：

已知：L?RD?4.865?10?3 V?(R?1)D?0.0188 ML1?42.266 MV1?53.66 ?L1?791.93 ?V1?1.97 则质量流量：

L1?ML1L?42.266?4.865?10?3?0.21kg/skg/s V1?MV1V?53.66?0.0188?1.0088

体积流量：

LS1?L1?L?10.21?2.7?10?4m3/s

791.94VS2?V1?V?11.0088?0.5121m3/s 1.97提馏段： 已知：

L?0.0528 V?0.0188 ML2?23.56 MV2?36.10 ?L2?892.43 ?V2?1.278 则质量流量：

L2?ML2L?23.56?0.0528?1.244kg/skg/s V2?MV2V?36.10?0.0188?0.6787

体积流量：

LS2?L2?LV2?21.244?1.4?10?3m3/s

892.45VS2??V?20.6787?0.5311m3/s 1.278 16

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3.2.2塔径的计算 精馏段：

由u=（安全系数）?umax，安全系数=0.6～0.8，umax=C?L??V式中C可由史密斯关联图查出。 ?V?L2.74?10?4791.94横坐标数值：???0.013?0.02 ?0.51211.97VS?VLS1111由于塔顶压力和进料压力都为常压，所以存在误差，则将0.013取为0.02 取板间距HT?0.45m,hL?0.05m则HT?hL?0.40m 查图可知：C20?0.078

??? C?C20?1??20?0.2?21.725??0.078????20?0.2?0.0783

umax?0.0783?791.94?1.97?1.57m/s

1.97 u1?0.7umax?0.7?1.57?1.1m/s D1?4VS1?u1?4?0.5121?0.77m

3.14?1.122'1圆整D1?0.8m，横截面积AT?0.785?0.8?0.5024m，空塔气速u?

提馏段：

VS1AT?0.5121?1.02m/s

0.5024?L1.4?10?3892.45???0.07 横坐标数值：?0.53111.278VS?VLS2222查图可知：C20?0.077

??? C?C20?1??20?0.2?39.58??0.077????20?0.2?0.0883

umax?0.0883?892.45?1.278?2.332m/s

1.278 u1?0.7umax?0.7?2.332?1.6324m/s

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