课程设计。二o 13 年 6 月 15
1 蚌埠学院化工原理课程设计任务。
任务书审定日期： 年月日指导教师。
任务书批准日期： 年月日教研室主任。
任务书下达日期： 年月日学生。
1.1设计方案。
1.2设计基础数据。
表1苯-氯苯纯组分的饱和蒸气压数据。
表2 苯-氯苯气液平衡数据。
表三苯与氯苯物理参数。
史密斯关系图。
苯与氯苯不同温度下粘度。
表七弓形降液管参数。
表八溶液吸收系数。
表九干筛孔流量系数。
表十苯与氯苯不同温度下密度。
1.3符号说明：
a ——填料的有效比表面积，㎡/m3
at——填料的总比表面积，㎡/m3
aw——填料的润湿比表面积，㎡/m3
aa——塔板开孔区面积，m2
af——降液管截面积，m2
a0——筛孔总面积，m2
at——塔截面积，m2
c0——流量系数，无因次。
c——计算umax时的负荷系数，m/s
d ——填料直径，m
d0——筛孔直径，m
d ——塔径，m
dl——液体扩散系数，m2/s
dv——气体扩散系数，m2/s
ev——液沫夹带量，kg(液)/kg(气)e——液流收缩系数，无因次。
et——总板效率，无因次。
f——气相动能因子，kg1/2/(
f0——筛孔气相动能因子，g——重力加速度，9.81m/s2h——填料层分段高度，m
hetp关联式常数。
h1——进口堰与降液管间的水平距离，m
hc——与干板压降相当的液柱高度，m液柱。
hd——与液体流过降液管的压降相当的液柱高度，mhf——塔板上鼓泡层高度，m
hl——与板上液层阻力相当的液柱高度，m液柱。
hl——板上清液层高度，m
hmax——允许的最大填料层高度，m
h0——降液管的低隙高度，m
how——堰上液层高度，m
hw——出口堰高度，m
h’w——进口堰高度，m
hδ——与克服表面张力的压降相当的液柱高度，m液柱。
h——板式塔高度，m
溶解系数，kmol/(m3·kpa)
hb——塔底空间高度，m
hd——降液管内清液层高度，m
hd——塔顶空间高度，m
hf——进料板处塔板间距，m
hog——气相总传质单元高度，m
hp——人孔处塔板间距，m
ht——塔板间距，m
h1——封头高度，h2——裙座高度，hetp——等板高度，mkg——气膜吸收系数，kmol/（m2hkpa）kl——液膜吸收系数，m/h
k——稳定系数，无因次。
kg——气膜吸收系数kmol/（m2hkpa）lw——堰长，m
lh——液体体积流量，m3/h
ls——液体体积流量，m3/h
lw——润湿速率，m3/（mh）
m——相平衡常数，无因次。
n——筛孔数目。
nog——气相总传质单元数，nt——理论板层数。
p——操作压力，pa
p——压力降，pa
pp——气体通过每层筛板的压降，pa
r——鼓泡区半径，m
u——空塔气速，m/s
uf——泛点气速，m/s
u0——气体通过筛孔的速度，m/s
u0，min——漏液点气速，m/s
u’0——液体通过降液管底隙的速度，m/su——液体喷淋密度，m3/（m2h）
ul——液体质量通量，㎏/m2h）
umin——最小液体喷淋密度，m3/（m2h）uv——气体质量通量，㎏/m2h）
vh——气体体积流量，m3/h
vs——气体体积流量，m3/h
wl——液体质量流量，㎏/h
wv——气体质量流量，㎏/h
wc——边缘无效区宽度，m
wd——弓形降液管宽度，m
x——液相摩尔分数。
x——液相摩尔比。
y——气相摩尔分数。
y——气体摩尔比。
z——填料层高度 ，m
——充气系数，无因次；
——筛板厚度，m
——空隙率，无因次。
——液体在降液管内停留时间，s
——粘度，pas
——密度，kg/m3
——表面张力，n/m
——开孔率或孔流系数，无因次。
——填料因子，l/m
——液体密度校正系数，无因次。
下标。max——最大的。
min——最小的。
l——液相。
v——气相。
2.1精馏塔物料衡算。
由于精馏过程的计算均以摩尔分数为准，需先把设计要求中的质量分数转化为摩尔分数。
2.1.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分数。
苯的摩尔质量
氯苯的摩尔质量
2.1.2物料衡算。
原料液处理量量
进料组成。塔顶馏出液组成
塔底釜液组成
2.1.3原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量：
2.1.4全塔物料衡算。
总物料衡算
甲醇物料衡算
联立以上两式解得
2.2塔板数的确定。
2.2.1理论塔板数的求取。
苯-氯苯物系属于理想物系，可采用梯级**法（m·t法）求取，步骤如下：
根据苯-氯苯的相平衡数据，利用泡点方程和**方程求取。
依据，，将所得计算结果列表如下：
2.2.1苯与氯苯饱和蒸汽压。
本题中，塔内压力接近常压（实际上略高于常压），而表中所给为常压下的相平衡数据，因为操作压力偏离常压很小，所以其对平衡关系的影响完全可以忽略。
2.2.2.确定操作的回流比r
将表2.2.1中数据作图得曲线。
图 2.2.1 苯—氯苯混合液的x—y图。
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