苯-甲苯连续精馏塔的工艺设计（浮阀塔） - 图文(4)

辽宁工业大学化工原理课程设计

Wd?0.124，故 D

依式

Af?0.0722AT?0.0722?1.5386?0.111m2

Wd?0.124D?0.124?1.4?0.1736m

??3600AfHTqV,L?验算液体在降液管中停留时间，即

??3600AfHTqV,L3600?0.111?0.45?17.28s??5s?

0.00289?3600故降液管设计合理。 （4）降液管底隙高度h0

计算公式

取u'?0.08m/s

h0?qV,L'3600lwu0

h0?qV,L'3600lwu0?3600?0.00289?0.039m

3600?0.924?0.08hw?h0?0.0457?0.039?0.0067m??0.006m?

故降液管底隙高度设计合理。

2.6.2精馏段塔板布置及浮阀的数目与排列

取阀孔动能因数F0?10，用式u0?F0F0?V求孔速u0，即

qV,Vu0??V?10?5.77m/s 3依式N??4求每层塔板上的浮阀数，即

du200

N?qV,V?4?1.16d02u0?4?168

?0.0392?5.77化工原理课程设计

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取边缘区宽度Wc?0.06m，破沫区宽度Ws?0.07m。

??2?1X?依式Aa?2?XR2?X2?Rsin()?计算鼓泡区面积，即 ?180R??

R?D1.4?Wc??0.06?0.64m 22D1.4X??(Wd?Ws)??(0.1736?0.07)?0.456m

22??2?10.456?Aa?2?0.4560.642?0.4562??0.64?sin()??1.059m2 ?1800.64??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?75mm?0.075m，则可按下式估算排间距t'，即

取t'?80mm。

t'?Aa1.057??0.084m?84mm Nt168?0.075按t?75mm，t'?80mm，以等腰三角形叉排方式作图，

附图2.

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得阀数N?174个

按N?174重新核算孔速及阀孔动能因数：

u0?qV,V?4?1.16dN20?4?5.584m/s

?0.039?1742

F0?u0?V?5.584?3?9.67

阀孔动能因数变化不大，仍在9~12范围内。 塔板开孔率=

u0.754??100%?13.5% u05.5842.7精馏段塔板流体力学验算

2.7.1精馏段气相通过浮阀塔板的压降

可根据式hp?hc?hl?h?计算塔板压降。

?73.1?u?（1）干板阻力 由式0c????V?1/1.825计算临界孔速，即

1/1.825

?73.1?u0c?????V?1/1.825?73.1?????3?0.175u0?5.753m/s

因u?u0c，则hc可按式hc?19.90.175u0?L计算，即

hc?19.9?L5.5840.175?19.9??0.033

807.7（2）板上充气液蹭阻力hl

本设计分离苯和甲苯的混合液，即液相为碳

氢化合物，可取充气系数?0?0.5。依式hl??0hL得

h1??0?hw+how??????????????????????????m

（3）克服表面张力所造成的阻力h0 因本设计采用浮阀塔，其h?很

小，可忽略不计。因此，气体流经一层浮阀塔板的压降相当液柱高度为：

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单板压降

hp?hc?hl?0.033?0.03?0.063m ?pp?hp?Lg?0.063?807.7?9.81?499.2pa

2.7.2精馏段降液管中清夜层高度的确定

为了防止淹塔想象的发生，要求控制降液管中清液曾高度Hd???HT?hw?。

Hd可用下式计算，即

Hd?hp?hL?hd

（1） 与气体通过塔板的压降相当的液柱高度hp?0.063m。 （2） 液体通过降液管的压头损失hd，因不设进口堰，故按式

?q?hd?0.153?V,L?计算

?lwh0?2

?qV,L??0.00289?hd?0.153??0.153?????0.000984m lh0.924?0.039???w0?22（3） 板上流层高度，取hL?0.06m

因此 Hd?hp?hL?hd?0.063?0.06?0.000984?0.124m 取??0.5,HT?0.4,hw?0.0457m 则?(HT?hw)?0.5?(0.4?0.0457)?0.223m 可见Hd??(HT?hw)，符合防止淹塔要求。

2.7.3精馏段雾沫夹带校核

?v?1.36qv,LZL?L??vKCFAbqv,v计算泛点率F1： F1??100%?????1

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qv,vF1??v?L??v

?100% 20.78KCFAT板上液体流径长度 板上液流面积

ZL?D?2Wd?1.4?2?0.1736?1.053m Ab?AT?2Af?1.539?2?0.111?1.317m2

苯和甲苯按正常系统取物性系数K?1.0，查得泛点负荷系数CF?0.11，将以上数值代入式1得

qV,V?V?L??V?1.36qV,LZL?100%

F1?KCFAb1.16?

?3?1.36?0.00289?1.053807.7?3?100%?51.7%

1?0.11?1.317按式2计算泛点率，得

qV,V?V?L??V?100%

F1?0.78KCFAT

3807.7?3?100%?53.6% ?0.78?1.0?0.11?1.5391.16?计算出的泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带量能过满足ev?0.1kg液/kg汽的要求。

2.8精馏段塔板负荷性能图

2.8.1精馏段雾沫夹带线

?V?L??V

qV,VF1??1.36qV,LZL?100%KCFAb

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