化工原理课程设计 实用

发布 2022-10-03 15:51:28 阅读 1303

相平衡方程。

精馏段操作线方程。

提馏段操作线方程。

泡点进料。其中,精馏段操作线方程为。

提馏段操作线方程为。

第一块塔板上升的蒸汽组成。

从第一块板下降的液体组成。

由第二块板上升的气相组成。

第二块板下降的液体组成。

由第三块板上升的气相组成。

由第三块板下降的液体组成。

如此反复计算, ,0.4

第七块板上升的气相组成换提馏段操作线计算。

如此反复计算, ,

所需总理论板数为12快,第六块加料,精馏段需5块。

计算全塔效率,气体体积流量,液体体积流量。

由表查得,

由内插法得。

由o’connell图查得全塔效率为。

又, 又,气相流量,液相流量,气相密度,液相密度,物系表面张力。

1. 塔板工艺尺寸计算。

1).塔径欲求塔径应先求出空塔气速u,而。

式中c可由史密斯关联图查出,横标的数值为。

取板间距,取板上液层高度,则图中参数为。

根据以上数值,查得

取安全系数为0.6,则空塔气速为。

塔径 按标准塔径圆整为

塔截面积 实际空塔气速

2)溢流装置选用单溢流弓形降液管,不设进口堰。

各项计算如下:

1 堰长:取堰长,即。

2 出口堰高:

利用公式 采用平直堰,堰上液层高度可依如下公式计算。

近似取e=1,则可由列线图查出值。

因,,由该图查得,则。

3 弓形降液管宽度和面积:通过图求取及,因为。

查得, ,则。

验算液体在降液管中停留时间,即。

>5s故降液管尺寸可用。

4 降液管底隙高度:

取降液管底隙处液体流速,则。

取。3) 塔板布置及浮阀数目与排列。

取阀孔动能因子,求孔速,求每层塔板上的浮阀数,有。

取边缘区宽度,破沫区宽度,计算塔板上的鼓泡区面积,即。

浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的孔心距,则估算排间距,即。

考虑到到塔的直径较大,必须采用分块式塔板,而各分块板的支承与衔接也要占去一部分鼓泡区面积,因此排间距不宜采用,而应小于此值,按,以等腰三角形叉排方式作图。

排得阀数152个。

按n=152重新核算孔速及阀孔动能因数。

重新核算阀孔动能因数。

阀孔动能因数变化不大,仍在9-12范围内。

塔板开孔率=

2. 塔板流体力学验算。

1) 气相通过浮阀塔板的压强降,有。

1 干板阻力:

因,故干板阻力为。

液柱。2 板上充气液层阻力:

本设备分离苯和甲苯的混合液,即液相为碳氢化合物,可取充气系数,则。

液柱。3 液体表面张力所造成的阻力:

此阻力很小,忽略不计。

因此,与气体流经一层浮阀塔板的压强降所相当的液柱高度为。

液柱。则,单板压降。

2) 淹塔。

为了防止淹塔现象的发生,要求控制降液管中清液层高度,.其中,1 与气体通过塔板的压强降所相当的液柱高度:前已计算出。

液柱。2 液体通过降液管的压头损失:因不设进口堰,故。

液柱。3 板上液层高度:前已选定板上液层高度为。

则。取,又已选定,。则。

可见,符合防止淹塔的条件。

3) 雾沫夹带。

对于泛点率,有。

泛点率=及泛点率=

板上液体流径长度

板上液流面积

苯和甲苯为正常系统,取物性系数,又查得泛液点负荷系数,则。

泛点率=及。

泛点率=两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的要求。

4) 塔板负荷性能图。

即,泛点率=

按泛点率为80%计算如下:

整理得。由上式知雾沫夹带线为直线,则在操作范围内任取两个值,依式计算出相应的值列于附表1中。据此,可作出雾沫夹带线(1)

附表 12)液泛线。

由上式确定液泛线。忽略式中,带入各关系,有。

因物系一定,塔板结构尺寸一定,则,,,及等均为定值,而与又有如下关系,即。

式中阀孔数与阀孔数亦为定值,因此可将上式简化为和的如下关系式:即。或。

在操作范围内任取若干个值,依上式计算出相应的值列于附表2中。

附表 2据表中数据作出液泛线(2)

(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。

由前知,液体在降液管内停留的时间为。

取作为液体在降液管中停留时间的下限,则。

求出上限液体流量值(常数)。在图上液相负荷上限线为与气体流量无关的竖直线(3)

5) 漏液线。

对于f1型重阀,依计算,则。又知。

则得。据此作出与液体流量无关的水平漏液线(4)

6) 液相负荷下限线。

取堰上液体作为液相负荷下限条件,依的计算式计算出下限值,一次作出液相负荷下限线,该线为与气相流量无关的竖直线(5)

取,则。根据以上各式可分别作出塔板负荷性能图上的(1)、(2)、(3)、(4)及(5)共五条线。

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