吉林化工学院化工原理课程设计
对于塔顶：tD?46.82oc ?A?28.34mN/m ，?B?23.64mN/m 则塔顶的平均表面张力：
?D?0.967?28.34?(1?0.967)?23.64?28.18mN/m
对于进料板：tF=58℃ ?A?26.76mN/m ，?B?22.29mN/m 则进料的平均表面张力：
?F?0.34?26.76?(1?0.34)?22.29?23.81mN/m
对于塔底：tW?74.14oc ??24.44mN/m ，?B?20.36mN/m
A则塔底的平均表面张力:
?W?0.043?24.44?(1?0.043)?20.36?20.54mN/m
精馏段液相平均表面张力为：
?M1??D??F2?28.18?23.812?26.00mN/m
提馏段液相平均表面张力为：
?M2??W??F2?23.81?20.542?22.18mN/m
2.2.6液体黏度的计算
n液相平均粘度依下式计算，即μm=??ixi?Lm；
i?1对于塔顶：tD?46.82oc ?LA?3.07672?10?4Pa.s ，?LB?6.78753?10?4Pa.s
?LD?0.967?3.07672?10?4?(1?0.967)?6.78753?10?4?3.19918?10?4Pa.s
对于进料板：tF=58℃ ?LA?2.87834?10?4Pa.s ，?LB?5.95205?10?4Pa.s
?LF?0.34?2.87834?10?4?(1?0.34)?5.95205?10?4?4.90699?10?4Pa.s
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对于塔底：tW?74.14oc ?LA?2.63417?10?4Pa.s ，?LB?4.99797?10?4Pa.s
?LW?0.043?2.63417?10?4?(1?0.043)?4.99797?10?4?4.89633?10?4Pa.s
则精馏段平均液相黏度：
?LM1??LD??LF2?3.19918?4.906992?10?4?4.05309?10?4Pa.s
则提馏段平均液相黏度： ?LM??LW??LF22?4.90699?4.896332?10?4?4.90166?10?4Pa.s 2.3塔的定性尺寸
2.3.1塔径的计算
塔径D 初选板间距HT=0.40m,取板上液层高度HL=0.06m 故： HT-hL=0.40-0.06=0.34 m 精馏段：
FLV1=(LS1VS1)?(?LM1?VM1)1/2=(0.00150.6820)(1343.673.6129)0.5?0.0424
查《化工原理课程设计》图3-12 C20=0.068；依公式 C=C20（
?20)0.2?0.068?(26.0020)0.2?0.0717
umax =C1
ρLm1?ρVm1vm1ρ=0.07171343.67?3.61293.6129?1.3809m/s
取安全系数为0.7，则：
U1=0.7?umax=0.7?1.3809=0.9667m/s 故：D1?4?Vs?4?0.68203.14?0.9667?0.9466m；
??un1按标准，塔径圆整为1.2 m,
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精馏段实际塔板总面积：AT1?3.14?D14222?0.785?1.2?1.1304m
则空塔气速为u?VSAT1?0.68201.1304?0.6033m/s
提馏段：
FLV2=(LS2VS2)?(?LM?VM22)1/2= (0.00420.6593)(1463.635.1551)0.5?0.1073
查《化工原理课程设计》图3-12 C20=0.065；依公式 C=C20（
?20)0.2?0.065?(22.1820)0.2?0.0664
?1.1169m/s
uf2=C2×ρLm2?ρVm2vm2ρ=0.06641463.63?5.15515.1551取安全系数为0.70，
U2=0.7?umax=0.7?1.1169=0.7818m/s
D2'?4?VS?4?0.65933.14?0.7818?1.0365m
??un2'故:D'取1.2m 塔的横截面积: AT2?VSAT23.14?D240.65931.13042?0.785?1.2?1.1304m
22空塔气速为u???0.5832m/s
板间距取0.4m合适
2.3.2精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为:
Z1?(N?1)HT?15?0.4?6.0m
提馏段有效高度为:
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Z2?(N?1)HT?16?0.4?6.4m
在进料板上方开一人孔，其高为0.8m，一般每6~8层塔板设一人孔（安装、检修用）， 需经常清洗时每隔3~4层块塔板处设一人孔。设人孔处的板间距等于或大于600m。 根据此塔人孔设4个。 故：精馏塔有效高度
Z?Z1?Z2?6.0?6.4?4?0.8?15.6m
2.3.3溢流装置等尺寸的确定
单溢流、弓形降液管、平形受液盘及平形溢流堰，不设进流堰。各计算如下： 精馏段：
①溢流堰长 lw为0.7D，即：lw=0.7?1.2?0.84m ②出口堰高 hw hw=hL-how
由lw/D=0.84/1.2=0.7, Lh/lw2.5?5.4/0.842.5?8.35m 查《化工原理课程设计》图3-17，知E为1.02
how1?2.8410001(Lhlw12)?32.841000(5.40.842)3?0.009819m
故： hw?hl1?how1?0.06?0.009819?0.050181m
③降液管宽度Wd与降液管面积Af
有lw/D=0.7查《化工原理课程设计》图3-16， Wd/D?0.18,Af/AT?0.14
Wd?0.18?D?0.18?1.2?0.216mAf?0.14AT?0.14?1.1304?0.1583m2
?42.21s?5s?1?3600?Af?HTLh?3600?0.1583?0.405.4
④降液管底隙高度h0
取液体通过降液管底隙的流速u0=0.1m/s 计算降液管底隙高度h0 即:u0?提馏段：
①溢流堰长lw2为0.7D'，即：lw2 =0.7D2=0.84m
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Lslwh0?ho?Lslwu0?0.00150.84?0.1?0.0179m
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②出口堰高 hw2 为0.7D'，即：hw2=hL-how
由lw2/D=0.84/1.2=0.7, Lh/lw2.5?15.12/0.842.5?23.38m 查《化工原理课程设计》图3-17，知E为1.18
how2?2.841000(Lhlw22)32.8415.123?()?0.019353m 10000.842故：hw2?hl2?how2?0.06?0.019353?0.040647m
‘③降液管宽度W‘d与降液管面积A f’lw/D=0.7查《化工原理课程设计》图3-16，Wd/D?0.18,Af/AT?0.14 有‘Wd?0.18?D?0.18?1.2?0.216mAf?0.14AT?0.14?1.1304?0.1583m2
?15.08s?5s
?2?3600?Af?HTLh2?'3600?0.1583?0.415.12④降液管底隙高度h0
取液体通过降液管底隙的流速u0=0.1m/s 计算降液管底隙高度h0， 即： u0?''Ls''lwh0?h0?‘Ls'''lwu0?0.00420.7?0.1?0.06m
2.3.4塔板布置
取边缘区宽度Wc=0.035m ,安定区宽度Ws=0.065m 精馏段：依下式计算开孔区面积
A?1=2?(xr?x?22?r2180sin?1xr)
其中 x=
D2 -(Wd?WS) ?1.22?(0.216?0.065)?0.319m
R?D2?WC?1.22?0.035?0.465m
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