分离苯-甲苯筛板式精馏塔的设计(4)

河西学院化学化工学院课程设计

1ρ?Lwm0.007 0.993? ??780.702?kgm3?

Lwm778.845780.715精馏段液相平均密度为

?Lm?(813.35?799.76)/2?806.555?kgm3?

提馏段液相平均密度为

?2?70.231?kgm3? ?Lm??799.76?780.702(4)液体平均表面张力计算

液相平均表面张力依?Lm??xi?i计算 塔顶液相平均表面张力的计算 根据手册数据得出函数 由tD?80.410C，得

21.2-20?A?21.2? ?A?21.151mN/m

80-9080.41-8080?90??21.7?B ?B?21.655mN/m

21.7-20.680.41-80?LDm?0.98*21.151?0.02*21.655?21.161mN/m

b.进料板液相平均表面张力 由tF?92.43℃，得

20-18.8??20?A ?A?19.708mN/m

90-10092.43-9020.6-19.5?B?20.6? ?B?21.151mN/m

90-10092.43-90?LFm?0.46?19.708?0.54?20.333?21.161mN/m

c.塔底液相平均表面张力 由tW?92.43℃，得

18.8-17.5?A?18.8? ?A?17.586mN/m

100-110109.35-10019.5-18.4?B?19.5? ?B?18.472mN/m

100-110109.5-100

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?LWm?0.02?17.586?0.98?18.472?18.4541mN/m

d.精馏段液相平均表面张力

?Lm?(26.161?20.046)/2?23.104mN/m

e.提馏段液相平均表面张力

?Lm?(18.454?20.046)/2?19.25mN/m

(5)液相平均年黏度的计算

a.塔顶液相平均粘度的计算 由tD?81.5℃，得

0.308-0.279?A?0.308? ?A?0.303mPa?s

80-9080.41-800.311-0.286?B?0.311? ?B?0.310mPa?s

80-9080.41-80?LDm?0.98?0.307?0.02?0.310?0.307mPa?s

b.进料板液相平均粘度 由tF?92.43℃,得

0.297-0.255?A?0.297? ?A?0.274mPa?s

90-10092.43-900.286-0.264?B?0.286? ?B?0.281mPa?s

90-10092.43-90?LFm?0.46?0.274?0.54?0.281?0.278mPa?s

c.塔底液相平均粘度 由tW?109.35℃，得

0.255-0.233??0.255?A ?A?0.234mPa?s

100-110109.35-1000.264-0.254??0.264?B ?B?0.255mPa?s

100-110109.35-100?LWm?0.02?0.234?0.98?0.255?0.256mPa?s

d.精馏段液相平均表面粘度为

?Lm?(0.307?0.278)/2?0.293mPa?s

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ｅ.提馏段液相平均表面粘度为

?Lm?(0.256?0.278)/2?0.267mPa?s

(6)气液负荷计算

a.精馏段

V?(R+1)D?(3.20+1)×32.12?134.90kmolh

L?RD?2.4?59.44?142.656kmolh

VS?V?MVm202.096?80.67??1.530m3s

3600?Vm3600?2.96??LS?b.提馏段

V?MLm202.096?82.41??0.0057m3s

3600?Lm3600?806.555??V?(R+1)D??q-1?F?(2.4+1)×59.44??1.3?1??129.68?241kmolhL?RD?qF?2.4?59.4?1.3?129.68?311.24kmolh

VS?V?MVm241?87.40??1.757m3s

3600?Vm3600?3.33??LS?V?MLm?790.231?0.0075m3s

3600?Lm??2.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (1)塔径的计算

塔板间距HT的选定很重要，它与塔高、塔径、物系性质、分离效率、塔的操作弹性，以及塔的安装、检修等都有关。可参照下表所示经验关系选取。

表7 板间距与塔径关系

塔径DT，m 板间距HT，

0.3～0.5 200～300

0.5～0.8 250～350

0.8～1.6 300～450

1.6～2.4 350～600

2.4～4.0 400～600

mm 对精馏段：

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初选板间距HT?0.45m，取板上液层高度hL?0.06m， 故HT?hL?0.45?0.06?0.39m；

?LS???L??V????S??V??0.5806.555?0.00571.532.96????0.5?0.0615

查史密斯关联图,得

图3 史密斯关联图

???C20?0.070；依式C?C20??

?20?0.2校正物系表面张力??23.104mNm时

???C?C20???20?umax?C0.2?23.104??0.086???20??0.2?0.885

?L??V806.555?2.96?0.0885??1.458?ms? ?V2.96可取安全系数为0.7，则（安全系数0.6—0.8），则空塔气速为

u?0.7umax?0.7?1.458?1.021ms D?4Vs4?1.53??1.381m ?u??1.021按标准塔径圆整后为D?1.4m，则空塔气速1.021m/s。 对提馏段：

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初选板间距HT?0.45m，取板上液层高度hL?0.06m， 故HT?hL?0.45?0.06?0.39m；

?LS???L??V????S??V??0.5?0.0075?790.2311.75732.330.2????0.5?0.0658

???查史密斯关联图,得:C20=0.085；依式C?C20??=0.0844

?20?校正物系表面张力??19.52mNm时

umax?C?L??V790.231?3.33?0.0844??1.297?ms? ?V3.33u?0.7umax?0.7?1.297?0.908?m/s? D?4Vs4?1.757??1.570m ?u??0.908按标准,塔径圆整为1.6m,则空塔气速0.908m/s。

将精馏段和提馏段相比较可以知道二者的塔径不一致，根据塔径的选择规定，对于相差不大的二塔径取二者中较大的，因此在设计塔的时候塔径取1.6m。 (2)精馏塔有效高度的计算

精馏塔有效高度为

Z精?（N精?1）HT?(13?1)?0.45?5.4m

提馏段有效高度为

Z提?（N提?1）HT?(12?1)?0.45?4.95m

人孔：本塔中共25块板，共需3个人孔。每个孔直径为600。在设置人孔处板间距为800mm。

故精馏塔的有效高度为

Z?Z精?Z提?3?0.8?12.75m

(3)塔的顶部空间高度

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