全塔液相平均粘度计算
?Lm?(0.301?0.276)/2?0.288mPa?s 四、精馏塔的塔体工艺尺寸计算
1.塔径的计算
1.1精馏段的气、液相体积流率
VVm1S3600??78.99?79.731?VM2.86?0.612m3s
Vm13600?LLMLm1S1?3600??26.46?84.05846.8?0.00073m3s
Lm13600?由u??Vmax?C?L? V0式中C由公式C?C???.220?L?20??计算，其中C20可由史密斯关联图查出，图的横坐
标为
L1212s1???L1????0.00073?3600?846.8Vs1???V1?0.612?3600???2.86???0.0205
取板间距HT?0.40m，板上液层高度hL?0.06m，则
HT?hL?0.40?0.06?0.34m
故查表可得： C20?0.071
0.20.2 C?C??L??0.071??20.77?20??20???20???0.071 5 u?L??V846.8?max?C??0.07152.86?1.228m3sV2.86 取安全系数为0.7，则空塔气速为
0.7umax?0.7?1.228?0.86m03s D11?4VS?u?4?0.612??0.860?0.95m2 按标准塔径圆整后为 D1?1.0m 塔截面积为 A?T?24D??4?1.02?0.785m2
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实际空塔气速为 u0.6121?0.785?0.780ms 1.2提馏段的气、液相体积流率
V?MVm278.99?96.52S2?V3600??3600?3.46?0.612m3s
Vm2LL?MLm2100.33?S2?3600??100.57?0.00303m3s
Lm23600?924.4由umax?C?L??V? V式中C由公式C?C??0.2L?20??20??计算，其中C20可由史密斯关联图查出，图的横坐
标为
L1212s2??L2V???????0.00303?3600?0.612?3600?924.4??3.46?s2V2????0.0809
取板间距HT?0.40m，板上液层高度hL?0.06m，则
HT?hL?0.40?0.06?0.34m
故查表可得： C20?0.070
0.2.2 C?C??L??19020??20???0.07?.03??20???0.0693
u???Vmax?CL??0.0693924.4?3.46?1.131m3sV3.46 取安全系数为0.7，则空塔气速为
0.7umax?0.7?1.131?0.791m3s D22?4VS?u?4?0.612??0.791?0.992m 按标准塔径圆整后为 D2?1.0m 塔截面积为 AT??4D2??4?1.02?0.785m2
实际空塔气速为 u0.6122?0.785?0.780ms - 14 -
2.塔高的计算
2.1精馏塔有效高度的计算
精馏段有效高度为 Z精=(N-1)H=(7-1)×0.4=2.4m 提馏段有效高度为 Z提=(N-1)H=(16-1)×0.4=6.0m
在进料板上方开一人孔，提馏段中开三个人孔，其高度为0.8m 故精馏塔的有效高度为 Z=Z精+Z提+0.8×4=2.4+6.0+3.2=11.6m
2.2全塔实际高度
取进料板板间距为0.8m，人孔处的板间距为0.8m，塔底空间高度为2.0m，塔顶空间高度为0.7m，封头高度为0.6m，裙座高度为2.0m，则全塔高为
H??n?nF?np?1?HT?nFHF?nPHP?HD?HS?H1?H2 ??23?1?4?1??0.4?0.8?4?0.8?0.7?2.0?0.6?2.0
?16.1m五、塔板工艺结构尺寸的设计与计算
溢流装置：由降液管、溢流堰和受液盘组成。
根据塔径及流体流量等条件全面考虑，参考表 预选塔板流型式为单流型。
表9 选择液体流型式参考表 单位：m3/h
塔径/mm U形流型 600 900 1000 1400 2000 3000 4000 5000 6000 5以下 7以下 7以下 9以下 11以下 11以下 11以下 11以下 11以下 液气比 单流型 5~25 7~50 45以下 70以下 90以下 110以下 110以下 110以下 110以下 一般应用 双流型 90~160 110~200 200~230 110~250 110~250 用于高液气比或大型塔板 阶梯流型 200~300 230~350 250~400 250~450 用于极高液气比或极大型塔板 应用场合 用于较低降液管的布置确定了液体在塔板上的流径以及液体的溢流形式。降液管常见的有弓形和圆形降液管。由于弓形降液管有较大容积，能充分利用塔板面积，方便之后对塔年产量进行提产，且对于采用整块式塔盘的小直径塔，为了尽量增大降液截面积，可采用固定在塔盘上的弓形降液管，故此处采用单溢流弓形降液管。
为了保证降液管出口处的液封，在塔盘上设置受液盘，受液盘有平型和凹型两种。由于凹型受液盘对液体流动有缓冲作用，可降低塔盘入口处的液封高度，
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使液流平稳，有利于塔盘入口区更好地鼓泡，故选用凹型受液盘。
1.溢流装置
1.1溢流堰长（出口堰长）lw
取lw?0.66D?0.66?1.0?0.66m 1.2溢流堰高度hw?hL?how 对平直堰，由Francis公式hOW?232.84?Lh??E?，近似取E=1得堰上液层高度 ??1000?lW?精馏段：how1?0.00284?1?(0.00073?36002/3)?0.00713m
0.66 hw1?hL?how1?0.06?0.0071 ?30.0528m7提馏段：how2?0.00284?1?(0.00303?36002/3)?0.0184m
0.66 hw2?hL?how2?0.06?0.018?40.041m6 1.3降液管的宽度Wd和降液管的面积Af
由lw/D?0.66，查图得Wd/D?0.124,Af/AT?0.0722，即：
Wd?0.124m，Af?0.0722?0.785?0.0567m2 1.4液体在降液管内的停留时间
3600?0.0567?0.40?31.07s?5s 精馏段：?1?AfHT/Ls1?0.00073?36003600?0.0567?0.40?7.485s?5s 提馏段：?2?AfHT/Ls2?0.00303?3600故降液管设计合理。
1.5降液管的底隙高度ho
液体通过降液管底隙的流速一般为0.07~0.25m/s，取液体通过降液管底隙的流速
??0.15m/s，则有： uo精馏段：
ho1?Ls10.00073??0.00737m ?0.66?0.15lwuoLs20.00303??0.0306m ?lwuo0.66?0.15
hw?h01?0.05287?0.00737?0.0455?0.006提馏段：
ho2?
hw?h02?0.0416?0.0306?0.0110?0.006
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故降液管底系高度设计合理
??50mm。 选用凹形受液盘，深度hW2.塔板布置
2.1塔板的分块
因D1?D2?1m?0.8m，故塔板采用分块式。查表得，塔板分为3块。 2.2边缘区宽度Wc与安定区宽度Ws
取Wc?35mm，Ws?WS'?65mm。 2.3开孔区面积Aa
?2?1x??Aa?2?xR2?x2?Rsin180R????0.311???2?0.3110.4652?0.3112??0.4652sin?1 ?1800.465???0.532m2式中：x?D/2??Wd?Ws??0.5??0.124?0.065??0.311m
R?D/2?Wc?0.5?0.035?0.465m
3.开孔数n和开孔率?
取筛孔的孔径do?5mm，正三角形排列，筛板采用碳钢，其厚度δ?3mm，且精馏段：
取t/do?3.0。故孔心距t1?3?5?15mm。 每层塔板的开孔数n1?1.1551.155?0.532A??2731（孔） a220.015t122?d??1? 每层塔板的开孔率?1?0.907?0??0.907???0.101（?应在5~15%，故
?3??t?满足要求）
每层塔板的开孔面积A01??1Aa?0.0537m2
气体通过筛孔的气速uo1?Vs1/Ao1?0.612/0.0537?11.40m/s 提馏段：
取t/d0?2.8。故孔心距t2?2.8?5?14mm。
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