精馏塔设计说明书1(10)

质量流量：V精´= V精× MV精（平均）= 47.69 × 81.06 =3.87×10 kg/h 体积流量：VSJ = V´精 / ρ（5）液相流量

V精

3

= 3.87×103 / 2.73 / 3600 = 0.394 m3/s

摩尔流量：L精 = RD =2.3 × 14.45 = 33.24kmol/h

质量流量：L´精= L精× ML精（平均）=33.24 × 82.6 = 2.75×10 kg/h

3 3

体积流量：LSJ = L´精 / ρL精 = 2.75×10/ 805.88/ 3600 = 0.95 ×10-m3/s

3

4.1.5 提馏段的流量及物性参数 （1）气相平均相对分子质量

MV提（平均）=（MVW（平均）+ MVF（平均））/ 2

=（92.14 + 83.45）/2

= 87.8 kg/kmol

（2）液相平均相对分子质量

ML提（平均）=（MLW（平均）+ MLF（平均））/ 2

=（92.14 + 86.53）/2 = 89.34 kg/kmol （3）气相密度

ρρ

V提

=（ρVW + ρVF）/ 2 =（2.49 + 2.76）/2= 2.63kg/m3 =（ρLW + ρLF）/ 2 =（960.2 +797）/2= 851.6 kg/m3

（4）液相密度

L提

（5）气相流量

摩尔流量：V提 = V精 +（q - 1）F= V精 = 47.69 kmol/h

质量流量：V´提 = V提× MV提（平均）= 47.69 × 87.8 = 4187.18kmol/h 体积流量：VST = V´提 / ρ

V提

= 4187.18 / 2.63 / 3600 =0.44 m3/s

（6）液相流量

摩尔流量：L提 = L精 + qF = L精 + F = 33.24+ 34.67= 67.91 kmol/h 质量流量：L´提= L提× ML提（平均）= 67.91 × 89.34 =6.07×103 kmol/h 体积流量：LST = L´提 / ρ

L提

= 6.07×103 / 851.6 / 3600 = 1.98×10-3 m3/s

4.2 塔径的计算

由于精馏段和提馏段的上升蒸汽量相差不大，为便于制造，我们取两段的塔径相等。由以上的计算结果可知：

汽塔的平均蒸汽流量：

VS =（VSJ + VST）/2=（0.394+ 0.44）/ 2 = 0.417m3/s 液塔的平均蒸汽流量：

LS =（LSJ + LST）/2=（0.95×10-3 + 1.98×10-3）/ 2 = 1.47×10-3 m3/s

汽塔的汽相平均密度：

ρV =（ρVJ+ ρVT）/2=（2.73 + 2.63）/ 2 =2.68 kg/m3

汽塔的液相平均密度：

ρL=（ρLJ+ ρLT）/2=（805.88 + 851.6）/ 2 = 828.74 kg/m3

塔径可以由下面的公式给出：

D=(4Vs/πμ)1/2

由于适宜的空塔气速U = (0.6～0.8) U 因此，需先计算出最大允许气速U max，max。

Umax=C[(ρL -ρV)/ ρV]1/2

取塔板间距HT=0.4m，板上液层高度h1=60mm=0.06m，那么分离空间： HT-h1=0.4-0.06=0.34m

功能参数:(Ls/Vs) ×(ρL/ρV)

1/2

=(0.00147/0.417) (828.74/2.68) 1/2

=0.062

从史密斯关联图查得： C20=0.068，由于C=C20(σ/20)0.2，苯～甲苯溶液的表面张力σ1=19.26dyn/m2。 C=0.068 ×（19.26 / 20)

0.2

= 0.0675

umax=C[(ρL-ρV)/ρV]1/2

= 0.0675×[(828.74–2.68)/2.68]1/2= 1.185 m/s u= 0.6 × 1.185 = 0.71 m/s D= (4×0.417/π/0.71)= 0.86 m 根据塔径系列尺寸圆整为D = 1000mm 此时，精馏段的上升蒸汽速度为：

1/2

uJ=4VSJ/πD2 =4×0.394/(3.14×12)= 0.50m/s

提馏段的上升蒸汽速度为：

uT=4VST/πD2 =4×0.44/(3.14×12)= 0.56m/s

4．3塔高的计算

塔的高度可以由下式计算： Z=HD+(N-2-S)HT+SHT+HF+HW

已知实际塔板数为N=35块，板间距HT=0.4m由于料液较清洁，无需经常清洗，可取每隔8块板设一个人孔，则人孔的数目S为： S = 35/8–1=4个

取人孔两板之间的间距HT=0.4m，则塔顶空间HD=1.5m，塔底空间HW=2.8m，进料板空间高度HF=0.8m，那么，全塔高度：