武汉工程大学分离工程课程设计
表3-14 精馏塔工艺计算结果
项目 进料流量 操作压力 进料温度 塔顶温度 塔底温度 塔底产品流量 塔顶产品流量 最小回流比 实际回流比 最少理论板数 全塔理论板数 全塔总版效率 全塔实际板数 精馏段实际板数 提馏段实际板数 加料板位置
符号 数值 1299 101．3 23 28 72 433 866 0.2707 0.4331 13.23 22.44 54.5% 23 10 13 第13块 单位 Kmol/h KPa ℃ ℃ ℃ Kmol/h Kmol/h 块 块 块 块 块 F P tf tD tw W D Rm R Sm S / Na na ma
16
武汉工程大学分离工程课程设计
四 浮阀塔的设计计算
4.1选取设计塔板 4.1.1板型选取：
根据化学工业出版社《化工原理》提供的液相流量参考表选取单流型塔板，单流型塔板是最常用的形式，结构简单，制作方便，且横贯全板的流道长，有利于达到较高的塔板效率。 4.1.2板间距的初选：
板间距NT的选定很重要，对完成一定生产任务，若采用较大的板间距，能允许较高的空塔气速，对塔板效率、操作弹性及安装检修有利；但板间距增大后，会增加塔身总高度，金属消耗量，塔基、支座等的负荷，从而导致全塔造价增加。反之，采用较小的板间距，只能允许较小的空塔气速，塔径就要增大，但塔高可降低；但是板间距过小，容易产生液泛现象，降低板效率。所以在选取板间距时，要根据各种不同情况予以考虑。如对易发泡的物系，板间距应取大一些，以保证塔的分离效果。板间距与塔径之间的关系，应根据实际情况，结合经济权衡，反复调整，已做出最佳选择。设计时通常根据塔径的大小，由塔板间距的经验数值选取.初选板间距为0.45m. 4.2汽、液体体积流量计算
4.2.1 精馏段、提馏段的摩尔流量计算：
精馏段气体摩尔流量：V=L+D=(R+1)D=(0.4331+1)×866.02=1241.1kmol/h 提馏段气体摩尔流量：v′=v=1241.1kmol/h=0.34475kmol/s 精馏段液体摩尔流量：L=RD=0.4331×866.02=375.07kmol/h 提馏段液体摩尔流量：L′=L+F=375.07+1299=1674.07kmol/h 4.2.2 精馏段、提馏段的体积流量计算：
17
武汉工程大学分离工程课程设计
表4-1 气体体积流量计算表
组分i 0 n?C40 n?C50 n?C60 n?C7M / / / 66.39 Mi XDi Xwi 58 0.4499 0.1666 26.094 72 0.4999 0.6249 35.993 86 0.0499 0.1996 4.291 100 0.000127 0.0014 0.0127 塔顶平均摩尔质量计算MV1=XDiMi ML1=XwiMi XDi/ki kiXwi 9.6628 44.9928 17.1656 0.13 71.96 塔顶气体密度：
pMV1101.3?103?66.4272?v1???2687.57g/m3?2.69kg/m3
RT?273.15?28??8.314塔底气体密度塔底气体密度：
pMV2101.3?103?86.34?v2???3.05kg/m3
RT?273.15?72??8.314气体平均密度：?v?塔顶气体体积流量：
Vs1?塔底气体积流量：
塔底平均摩尔质量计算0.000779 0.000095 0.04518 0.1225 0.050 8.82 0.7475 0.650 64.285 0.1319 0.2998 13.19 / / 86.34 MV2=MiXDi/ki ML2=MikiXwi 0.00551 3.6 55.9 29.98 89.49 ?v1??v22?2.69?3.05?2.87kg/m3 2VMv1?v1?1241.1?66.39?8.509m3/s
2.69?3600Vs2?
VMv2?v2?1241.?186.343?9.7m6s/
3.0?5360018
武汉工程大学分离工程课程设计
全塔平均气体体积流量：VS?
全塔平均气体体积流量：
VS1?VS28.509?9.76??9.1345 22表4-2 液体体积流量计算表
组分i 0 n?C40 n?C50 n?C60 n?C7?/ / Xwi Mi 塔底平均密度计算0.000095 58 0.00551 0.050 72 3.6 0.650 86 55.9 0.2998 100 29.98 MiXwi mi'1?XwiMi?XwiMi 89.49 0.00006 0.0402 0.6247 0.3350 / ?Li mi1 塔底液体密度：
塔顶液体密度：
514.2 571.4 609.6 639.6 / ?i0.0001 0.0704 1.0248 0.5238 1.619 XDi/ki 塔顶平均密度计算0.1666 9.6628 0.6249 44.9928 0.1996 17.1656 0.0014 0.14 / 71.96 MiXDi/ki mi'2?MiXdi/ki MX/k?idii0.1343 0.6252 0.2385 0.0019 / ?vi mi2 548.9 597.3 631.1 659.9 /
?i0.2447 1.0467 0.3779 0.0029 1.6723 ?L1???11??617.7kg/m3 mi1.619i19
武汉工程大学分离工程课程设计
?L2???11??598.0kg/m3 mi1.6722i液体平均密度：
?L??L1??L22?617.7?598.0?607.9kg/m3
2塔顶液体体积流量：
Ls1?LM1?L1?375.07?89.49?0.01509m3/s
617.7?3600塔底液体体积流量：
Ls2?'LM1?L2?1674.07?71.96?0.05600m3/s
598.0?3600全塔平均液体体积流量：
Ls?Ls1?Ls20.01509?0.05600??0.03555m3/s22
4.3 液体表面张力计算 查表得各个组分的表面张力：
表4-3 各组分表面张力
组分i 0 n?C40 n?C50 n?C60 n?C7?/ / ?i(28℃) ?i(72℃) Xwi XDi/ki 10.1 6.4 0.000095 0.1666 0.000608 1.683 14.1 10.1 0.05 0.6249 0.505 8.811 16.8 12.9 0.650 0.1996 8.385 3.353 19.8 15.4 0.2998 0.0014 4.617 0.0277 0.9999 0.9925 13.508 13.875 ?iXwi ?iXDi/ki ∴液体平均表面张力：?m??m1??m22?13.508?13.875?13.692
2
20