苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计.docVIP

荆楚理工学院 课程设计成果 学院班级 学生姓名学号设计地点（单位） 设计题目 完成日期： 年 月 日 指导教师评语 成绩(五级记分制)教师签名设计题目： 学生姓名 课程名称 专业班级 地 点 起止时间 设计内容及要求 设计 参数 进度 要求 ，， 塔釜平均摩尔质量计算： 由理论板计算，得，，  精馏段平均摩尔质量 提馏段平均摩尔质量 平均密度计算 气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算， 精馏段 提馏段 液相平均密度计算 塔顶： ， 由，查手册，得 ， ， 则， 进料板： ， 由，查手册，得 ， ， 则， 塔釜： ， 由，查手册，得 ， ， 则， 精馏段 提馏段 液体平均表面张力计算 液相平均表面张力依下式计算，即： 塔顶液相平均表面张力的计算： 由，查手册，得 ， 进料板液相平均表面张力的计算： 由，查手册，得 ， 塔釜液相平均表面张力的计算： 由，查手册，得 ， 精馏段液相平均表面张力为： 提馏段液相平均表面张力为： 液体平均粘度计算 液相平均黏度依下式计算，即： 塔顶液相平均粘度的计算： 由，查手册，得 ，， ， 得， 进料板液相平均粘度的计算： 由，查手册，得 ，， ， 得， 塔釜液相平均粘度的计算： 由，查手册，得 ，， ， 得， 精馏段液相平均粘度为： ， 提馏段液相平均粘度为： 3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 塔径的计算 对于精馏过程，由于精馏段和提提馏段的气、液相符合及物性数据不同，故设计中两段的塔径应分别计算。 精馏段 精馏段的气、液相体积流率为： 由 式中由式计算，其中由史密斯关系图查取，图的横坐标为： 取板间距，板上液层高度，则： 查史密斯关系图得 取安全系数为0.7，则空塔气数为： 提馏段 提馏段的气、液相体积流率为： 取板间距，板上液层高度，则： 史密斯关系图横坐标为： 查史密斯关系图得 取安全系数为0.7，则空塔气数为： 综上，按标准塔径圆整后为， 塔截面积为： 精馏段空塔气数 提馏段空塔气数 精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为： 提馏段有效高度为： 在进料板上方开一人孔，其高度为，故精馏塔的有效高度为： 3.6 塔板主要工艺尺寸的计算 精馏段 溢流装置的计算 因塔径，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下： 堰长： 取。 溢流堰高度： 由，选用平直堰，堰上液层高度由式 计算， 近似取，则 取板上清液层高度， 故。 弓形降液管宽度和截面积： 由，查弓形降液管参数图，得，， 则， 验算液体在降液管中停留时间： 故降液管设计合理。 降液管底隙高度： 取降液管底隙高度，则 故降液管底隙高度设计合理。 选用凹形受液盘，深度 塔板布置 塔板的分块。因，故塔板采用分块式。塔板分为4块。 边缘区宽度确定： 取， 开孔区面积计算。开孔区面积按式 计算 其中 故 ④ 筛孔计算及其排列 由于苯和甲苯没有腐蚀性，可选用碳钢板，取筛孔直径。筛孔按正三角形排列，取孔中心距为： 筛孔数目为： 开孔率为： 气体通过筛孔的气速为： 提馏段 溢流装置的计算 堰长：取。 溢流堰高度： 取板上清液层高度， 故。 弓形降液管宽度和截面积： 由，查弓形降液管参数图，得，， 则， 验算液体在降液管中停留时间： 故降液管设计合理。 降液管底隙高度： 取降液管底隙流速，则 故降液管底隙高度设计合理。 选用凹形受液盘，深度 塔板布置 塔板布置与精馏段相同， 气体通过筛孔的气速为： 3.7 筛板的流体力学验算 精馏段 (1)塔板压降 ① 干板阻力计算。干板阻力由计算： 由，查干筛孔的流量系数图得 ， 故 ② 气体通过液层的阻力计算 气体通过液层的阻力由下式计算，即 查充气系数关联图得， 故 ③ 液体表面张力的阻力计算 液体表面张力所产生的阻力由下式计算，即： 气体通过每层塔板的液柱高度按下式计算： 气体通过每层塔板的压降为： (2) 液面落差 对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。 (3) 液沫夹带 液沫夹带按下式计算： 故液沫夹带量在允许的范围内。 (4) 漏液 对筛板塔，漏液点气速可由以下公式计算： 实际气速 稳定系数为 故在本设计中无明显漏液。 (5) 液泛 为防止塔内发生液泛，降液管内液层高应服从下式的关系，即： 苯—甲苯物系属一般物系，取，则： 而 塔板不设进口堰，可由下式计算，即： ，故在本设计中不会发生液泛现象。 提馏段 (1)塔板压降 ① 干板阻力计算。， ② 气体通过液层的阻力计算 气体通过液层的阻力由下式计算，即 查充气系数关联图得， 故 ③ 液体表面张力的阻力计算 液面落差 本设计可忽略液面落差的影响。 (3) 液沫夹带 故液沫夹带量在允许的范围内