③堰上液层高how： 精馏段：how=0.0083m 提馏段：how=0.0266m 则
精馏段：Hd = 0.06 +0.0083 + 0.0682 +0.0010 =0.1375 m 提馏段：Hd = 0.06 +0.0266 + 0.0761 +0.0010 = 0.1637 m 取φ= 0.5 ，又已选定 HT = 0.45 m，hW =0.06 m。则 φ（HT + hW ）= 0.5（ 0.45+0.06）= 0.255 m 可见Hd≤φ（HT + hW），符合防止淹塔的要求。 6.3雾沫夹带
1??2???V???1.36LZ?VS??SL?????V??L?????100F?% 泛点率
KCFAT板上液体流径长度 ZL =D—2 Wd =1.2 —2×0.12 = 0.96 m 板上液流面积 Ab = AT —2 Af =1.13 —2×0.057 = 1.02 m2
苯和乙苯系统，可按史密斯关联图取物性系数K=1.0，查得泛点负荷系数CF = 0.126，将以上数值代入下式得 精馏段
1??2.73????2?1.36?0.001?0.96?0.8742????792.6?2.73???????100%?40.09% 泛点率F?1.02?0.126?1.0提馏段
1??2.97????2?1.36?0.0048?0.96?0.9293????795.13?2.97???????100%?49.16% 泛点率F?1.02?0.126?1.0根据上式计算出的泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带量能够满足eV < 0.1Kg（液）/Kg（气）的要求。
第7节 塔板负荷性能计算：
7.1雾沫夹带线
按泛点率为80%计算如下：
{ VS ×[泛点率 F= 精馏段： 泛点率F =
{ VS ×[?V ]1/2 +1.36LSZL }?L??VK CF AT×100% =80%得出：
2.73 ]1/2 +1.36?LS?0.96 }792.6?2.73×100% = 80 %
1.02?0.126? 1.0整理得VS =1.75—22.20 LS [1]
由式[1]知雾沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个LS 值，依式[1]算出相应的 VS 值列与下表中。据此可做出雾沫夹带线[1]。 LS / （m3/s） VS / （m3/s） 提馏段： 泛点率F=
{ VS ×[2.97 ]1/2 +1.36?LS?0.96 }795.13?2.97 = 80 %
1.02?0.126? 1.00.0010 1.73 0.0020 1.71 整理得VS =1.68—21.33 LS [2]
由式[2]知雾沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个LS 值，依式[2]算出相应的 VS 值列与下表中。据此可做出雾沫夹带线[2]。 LS / （m3/s） VS / （m3/s） 7.2液泛线
当Hd=φ（HT + hW ）时将发生液泛 Hd= hw+ how + hf+ hof
由上式确定液泛线，将各式带入上式，得
5.34??Vu?LS2.84φ（HT + hW）=+0.153?[]2 +（1+εo）[hW +（）×E
?L?2?g (lW? ho)100020.0010 1.66 0.0020 1.64 （
3600LSlW2/3
]
因物系一定，塔板结构尺寸一定，则HT ，hW ，ho ，lW ，ρV ，ρL ，εo 及φ
等均为定值，而u o 与VS 又有如下关系，即uo?成VS 与LS 的如下关系：
精馏段：VS 2= 2.57— 2175.89 LS2 —27.68 LS 2/3 ⑵
在操作范围内任取若干个LS 值，依式⑵ 算出相应的VS 值列入下表： LS / （m3/s） VS / （m3/s） 0.001 1.51 0.0015 1.48 0.002 1.46 0.003 1.40 4?Vs因此可将上式简化2??d0?N根据表中数据做出液泛线⑵。
提馏段：VS 2= 4.16— 1069.40 LS2 —27.68 LS 2/3 ⑵
在操作范围内任取若干个LS 值，依式⑵ 算出相应的VS 值列入下表： LS / （m3/s） VS / （m3/s） 0.001 1.97 0.0015 1.95 0.002 1.93 0.003 1.89 根据表中数据做出液泛线⑵。 7.3液相负荷上限线
液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3——5 s 。 以θ=3600× Af ×（LS ）max= Af×
HT = 5s作为液体在降液管中停留时间的下限，则 LhHT (0.057?0.45)== 0.0051 m3/s 55求出上限液体流量LS 值（常数）。在VS ——LS 图上液相负荷上限线为与气体流量VS无关的竖直线⑶ 。 7.4漏液线
对于F1型重阀，依式Fo = u o×（ρV ）1/2 = 5计算，则u o =又知VS =（
5??V?1/2。
?）×d2o×N×u o ， 4则得VS = （
5?）×d2o×N×[] 1/24??V?以Fo =5 作为规定气体最小负荷的标准，则
56?10-3 N ?2
（VS ）min =（）×do×N×[] =
4??V?1/2??V?1/2精馏段： （VS ）min =提馏段; （VS ）min =
6?10-3 N 6?10-3 N ??V?1/26?10-3? 121 ==0.44 m3/s 1/22.73??V?1/26?10-3? 134 3 ==0.47 m/s 1/22.97据此做出与液体流量无关的水平漏液线⑷。 7.5液相负荷下限线
取堰上液层高度hOW = 0.006 m作为 液相负荷下限条件，依hOW的计算式计算出LS的下限值，依次做出液相负荷下限线，该线为与气相流量无关的竖直线⑸。 hOW =
3600 ??LS?min 2/32.184 ×E×[ ] = 0.006
lW1000取E=1，则 （LS ）min =[
0.006?10003/20.72 ]×= 0.0006 m3/s ⑸
1?2.843600根据式⑴⑵⑶⑷⑸可分别做出塔板负荷性能图上的五条线. 由塔板负荷性能图可以看出：
①任务规定的气，液负荷下的操作点P（设计点），处在适宜的操作区内的适中位置。
②塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制，操作下限由漏液控制。 ③按照固定的液气比，由塔板负荷性能图查出
3
精馏段：塔板的气相负荷上限（VS ）气相负荷下限（VS ）max=1.47m/s ，min = 0.55
m3/s ，所以精馏段操作弹性 k=
1.47 = 2.67 0.55 提馏段：塔板的气相负荷上限（VS ）max= 0.98m3/s ，气相负荷下限（VS ）min =
0.44 m3/s ，所以精馏段操作弹性 k=
0.98= 2.23 0.44 第八节 各接管的设计
8.1进料管
苯与乙苯在某些温度下的密度如下：
t/℃ 20 877.4 867.7 40 857.3 849.8 60 836.6 831.8 乙苯
80 815.0 813.6 100 792.5 795.2 120 768.9 776.2 140 744.1 756.7 ?苯(kg/m3) ?乙苯(kg/m3) 近似查得94.8℃时，ρ苯=798.2Kg/m3 ，ρ=800.0Kg/m3 ， 则，进料的平均密度??798.2?0.643?800.0?0.357?798.84Kg/m3 进料体积流量;
V进料?Fm??10000?12.52m3h?0.0035m3s
798.84取适宜的输送速度uf=2.0m/s, 则：输送管径d进?4?V进料u??4?V进料2??d进?4?0.0035?0.046m
2?3.14经圆整选取热轧无缝钢管(GB/T17395-1988)，规格：φ50×1.5mm 实际管内流速：uf?8.2釜残液出料管
釜液的平均摩尔分子质量M?0.027?78?0.973?106?105.24gmol 釜残液的质量流量Q?M?W?105.24?38.8265?4086.10Kgh 可近似查得，塔底温度132.9℃时，ρ苯=752.8Kg/m3 ，ρ
乙苯
?4?0.0035?1.78 m/s 23.14?0.05=763.5 kg/m3
3??752.8?0.027?763.5?0.973?763.2kgm釜残液的平均密度
则，残液的体积流量V釜液?Q??4086.10?5.35m3h?0.0015m3s
763.2取适宜的输送速度：uf=1.0m/s, 则：输送管径d进?4?V釜液u???4?0.0015?0.044m
1?3.14经圆整选取热轧无缝钢管，规格：φ45×2.5mm