吉林化工学院化工原理课程设计
本设计是饱和液进料q=0.98
提馏段 L'=L+qF=55.566+0.98?80=0.0372 kmol/s V'=V+(q-1)F=84.966?+(0.98-1 kmol/s )已知 ML2=109.333kg/kmol ; MV2=87.436kg/kmol
?L2?776.9kg9m3/; ?V2?2.915kg/m3
提留段质量流量：L2=ML2?L,?109.333?0.0372?4.07 kg/s
V,2=MV?2V?87.4?360.?023 2kg/s 2.03提留段体积流量：LL2S2=??4.07776.99?0.0053 m3/s
L2 VV2S2=2.03??2.915?0.703 m3/s v2
3.2精馏塔塔体工艺尺寸计算
3.2.1塔径计算 精馏段
由u=（安全系数）?uLmax，安全系数=0.6~0.8 umax=c???V?VL1求取史密斯关联图的横坐标：s1V?(?L?)2?0.039
s1V设板间距HT=0.45m ，板上清夜高度HL=70mm
所以液体沉降高度HT-HL=0.38m于是插图可知道：C20=0.081 C?C0.220(?20)?0.081?(20.6220)0.2?0.0815 U805.6?52.max?0.08152.73?731.m/s 398取安全系数为0.7，U1?0.7Umax?0.7?1.398?0.9786m/s D1?4Vs1?u?4?0.7049?40.97?0.8695m 813.1
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?圆整到 D=1.2m 横截面积A2T?4d?1.1304m2
空塔气速u,?Vs1A=0.617m/s 提留段
L1求取史密斯关联图的横坐标：s2V?(?L)2?0.125
s2?V设板间距HT=0.45m ，板上清夜高度HL=70mm
所以液体沉降高度HT-HL=0.38m于是插图可知道：C20=0.078 C?C?0.219.02020(20)?0.078?(?.220)0.0772
U788.75?2.84max?0.07722.84?1.284 m/s
取安全系数为0.7，U2?0.7Umax?0.7?1.284?0.8988 m/s DVs22?4?u?4?0.7033.1?40.89?1.880 0m 2圆整到 D=1.2m 横截面积A?2T?4d?1.1304m2
空塔气速u,?Vs2A=0.622 m/s
3.2.2溢流装置的计算
本设计采用单溢流弓形降液管，凹型受液盘。 堰长取Lw=0.65?D=0.68?1.2=0.78m
出口堰采用平直堰，堰上液头高度h2.84Ls12ow=31000E（L）近似去E≈1 w精馏段h2.84Ls12(1)ow=1000E（L）3?=0.012 m hw?hL?how=0.058 m
wh2.84Ls22(2)提留段ow'=31000E（L）=0.023 m hw'?hL?how=0.047 m w3.2.3弓形降液管宽度和截面积 由
LW?0.65 AFWDA?0.070 3 D?0.13 6TD 16
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所以 AF?0.070?31.1?304 0m2 WD?0.13?61.?20. 1m 验算降液管内停留时间： 精馏段 ??AFHTL=0.0795?0.450.00163?21.95s?5s S1提留段 ??AFHTL=0.0795?0.45?6.75s?5s S20.0053所以降液管可以使用。
3.2.4降液管底缝高度
取降液管底缝的流速u0=0.13m/s所以： 精馏段 h0=Ls1L=0.001630.78?0.13=0.016 m Wu0提馏段 hLs20'=L=0.00530.13=0.052 m Wu00.718?3.3塔板分布
3.3.1鼓泡面积求取
本设计采用分块式分为四块。 D=1.2m取Wc=60mm Ws=80mm
所以 x=D2-(DW?W1.2S?)2?(0.149）6+0.08 m =0.37 R=D12-Wc=.22-0.06=0 .54m塔板上的鼓泡区面积: A?2?-x2+?R2arcsinx?a=2?xRR??=0.30m21803.3.2浮阀数目与排列
(1)精馏段：
取阀孔动能因子F0?11 则阀孔气速：
04
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u01=F0?V1=11=6.66m/s 2.73VSd02u00.6976?84个
0.785?0.042?6.66 浮阀个数: N??4?浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，取同一横排的孔中心距定为t=75.0mm,而两排间的中心距定为t'?65mm。F0?11
根据设计得浮阀数为96个，得到
u01'?Vs10.6976??0.785?0.042?96?6.61m/s 4d20N F0'?u0?v1?6.64?2.37?10.97 所以浮阀孔率?，即??u1'u?0.7086.61?10.71% 01'（2）提馏段: 取阀孔动能因子F0?11 则阀孔气速：
u02?F0??112.915?6.44m/s V2 浮阀个数: N'?VS20.703??0.785?0.042?6.44?87个
4d20u0根据设计得浮阀数为100个，得到： u02'?VS2??0.7030.785?0.042?100?6.43m/s
4d20N' F0'?u02'?v2=6.?442.?915 11.00所以浮阀孔率?，即??u2'u?0.7736.43?12.02% 02' 18
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目前工业生产中，对常压Φ=10%～14%，对减压塔的Φ一般小于10%，故上述设计基本满足要求。 3.4流体力学核算
每层塔板静压头可安式 错误！未找到引用源。， ?Pp?hp?Lg 计算 1. 精馏段 (1)干板阻力
uoc1?1.82573.1??6.04m/s
V1u01?uoc1 h?u2V1015.34?2.735?6.612因为e=5.34?2?==0.041m
L1g2?9.8?793.86（2）板上充气液层阻力
取?0?0.5，hL?0.07m,则 hL1??0hl?0.5?0.07?0.035m （3）液体表面张力所造成的阻力
此阻力很小，可以忽略不计 ，因此与气体流经塔板的压降相当的液柱高度为 hp1?0.04?10.?035m0. 076 ?Pp1?hp1?L1g?0.076?793.?86?9.85P<700pa9a1.27 2. 提馏段 （1） 干板阻力
uoc2?1.8273.1?5?5.9m0s/ V2 所以 h?22因u02?uoc2 V2u025.34?2.915?6.44e2=5.34?2?==0.042m
L2g2?9.8?776.99（2） 板上充气液层阻力
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