苯-甲苯连续精馏塔的工艺设计（浮阀塔） - 图文(5)

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对于一定的物系及一定的塔板结构，式中?V、?L、Ab、K、CF及ZL均为已知值，相应于eV?0.1的泛点率上限值亦可确定，将各已知数代入上式，便得出qV,V?qV,L的关系式，据此作出雾沫夹带线。

按泛点率=80%计算如下

整理得

qV,V3?1.36?qV,L?1.053807.7?3?0.81.0?0.110?1.317

0.061qV,V?0.1159?1.432qV,L

0.002 1.853 附表1.雾沫夹带线数据

qV,L/m3/s qV,V/m3/s 0.001 1.877 2.8.2精馏段液泛线

由?(HT?hW)?hp?hL?hd?hc?hl?h??hd确定液泛线

22/32??qV,L??Vu02.84?3600qV,L???(HT?hW)?5.34?0.153?E????1??0??hw????L?2g1000?lw??lwh0?????

由于HT、hW、lw、?L、?V、?0及?等均为定值而u0与qV,V有如下关系

u0?qV,V?4dN20式中阀孔数N与孔径d0亦定值

0.005 2.266

qV,L/m3/s 222/30.0234qV,V?0.154?117.82qV,L?1.055qV,L附表2.液泛线数据

0.002 2.418 0.003 2.366 化工原理课程设计

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0.004 2.316 qV,V/m3/s 辽宁工业大学化工原理课程设计

2.8.3精馏段液相负荷上限线

3600AfHTqV,L液体的最大流量应保证在降液管中停留不低于5s。依式??体在降液管内停留时间

知液

??3600AfHTqV,L?5s

求出上限液体流量qV,L值，在qV,V?qV,L图上，液相负荷上限线为与气体流量

qV,V无关的竖直线。

以??5s作为液体在降液管中停留时间的下限，则

2.8.4精馏段漏液线

(qV,L)max?AfHT5?0.111?0.4?0.00888m3/s5 (3)

对于F1型重阀，依F0?u0?V?5计算，则u0?又知qV,V?5?V

?4d02Nu0，即

qV,V?

?4d02N5?V

式中d02、N、?V均为已知数，故可由此式求出气相负荷qV,V的下限值，据此作出与液相流量无关的水平漏液线。

以F0?5作为规定气体最小负荷的标准，则

qV,V??4d02Nu0??4d02N5?V??4?0.0392?174?5?0.600m3/s3 (4)

2.8.5精馏段液相负荷下限线

取堰上液层高度h0w?0.006m

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竖直直线。

h0w2.84?3600(qV,L)min??E??1000?lw?2/3

计算出qV,L的下限值，依此作出液相负荷下限线，该线为与气相流量无关的

2.843600(qV,L)min2/3E[]?0.061000lw

(5)

取E?1，得

0.006?10003/20.924)??0.00079m3/s2.84?13600(qV,L)min?(2.8.6精馏段塔板负荷性能图

根据本题附表1、附表2及式（3）~（5）可分别作出塔板负荷性能图上

的1~5共五条线，见附图3

附图3

由塔板负荷性能图可以看出：

①在任务规定的气液负荷下的操作A（设计点），处在适宜操作区域内的适中位置。

②塔板的气相负荷上限完全由雾沫夹带控制。

③按照固定的液气比，由附图查出塔板的气相负荷上限：

q(v,v)max?1.84m3/s

气相负荷下限：

q(v,v)min?0.6m3/s

所以：

操作弹性?1.84?3.070.6

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第3章浮阀塔板工艺设计结果一览表

将以上结果汇总列于附表3中。

附表3 浮阀塔板工艺设计结果

项目 塔径D/m 板间距HT/m 塔板型式 空塔气速u/(m/s) 堰长lw/m 堰高hw/m 板上液层高度hL/m 降液管底隙高度h0/m 浮阀数N/个 阀孔气速u0/(m/s) 阀孔动能因数F0 临界阀孔气速u0/(m/s) 孔心距t/m 排间距t'/m 单板压降△pp/Pa 液体在降液管内停留时间s 降液管内清夜层高度Hd/m 泛点|% 气相负荷上限（qv,v）max 气相负荷下限（qv,v）min 操作弹性 精馏段数值及说明 1.4 0.4 单溢流弓形降液管 0.814 0.924 0.0457 0.06 0.039 174 5.584 9.67 5.584 0.075 0.08 499.2 17.28 0.000984 51.7 1.84 0.6 3.07 备注 分块式塔板 等腰三角形叉排 指统一横排的孔心距 指相邻两横排的中心线距离 雾沫夹带控制 漏液控制

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第4章 设计过程的评述和讨论

4.1回流比的选择

回流是保证精馏塔连续稳定操作的必要条件之一，且回流比是影响精馏操作费用和投资费用的重要因素。总费用中最低所对应的回流比即为适宜回流比。

在精馏设计中，一般并不进行详细的经济衡算，而是根据经验选取。通常，操作回流比可取最小回流比的1.1~2倍。我计算的回流比为1.23，我取的回流比R=1.5Rmin≈2。

4.2塔高和塔径

影响塔板效率的因素有很多，概括起来有物性性质﹑塔板结构及操作条件三个方面。物性性质主要是指黏度﹑密度﹑表面张力﹑扩散系数及相对挥发度等。塔板的结构主要包括塔板类型板间距堰高及开孔率等。操作条件是指温度压强气体上升速度及气液流量比等。影响塔板效率的因素多而复杂，很难找到各因素之间的定量关系。设计中所用的板效率数据，一般是从相近的生产装置或中式装置中取得经验数据。因此，我通过经验数据和查表在综合算得塔径为1.40m，塔高为10.4m。

4.3精馏塔的操作和调节

对于我们的精馏塔和物系，保持精馏稳态操作采取的措施是： （1)塔压稳定；

（2)进出塔系统物料平衡和稳定； （3)进料组成和热状况稳定； （4)回流比恒定；

（5)再沸器和冷凝器的传热条件稳定； （6)塔系统和环境间散热稳定等。

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