【正文】 ，國內(nèi)多用盤式浮閥，此型又分為 F－1 型（V－1 型） 、V－4 型、十字架型、和 A型，其中 F－1 型浮閥結(jié)構(gòu)較簡單、節(jié)省材料，制造方便，性能良好，故在化工及煉油生產(chǎn)中普遍應(yīng)用，已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（JB－1118－81） 。其閥孔直徑為 39mm，重閥質(zhì)量為 33g，輕閥為 25g。一般多采用重閥，因其操作穩(wěn)定性好。 F1型 V4 型 A 型 十字架型 方形浮閥圖 7 浮閥塔板（三）篩板塔篩板是在塔板上鉆有均布的篩孔，呈正三角形排列。上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過板上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層（或噴射的液滴群） 。篩板塔是 1932年提出的，當(dāng)時(shí)主要用于釀造，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造維修方便，造價(jià)低，氣體壓降小，板上液面落差較小，相同條件下生產(chǎn)能力高于浮閥塔，塔板效率接近浮閥塔。其缺點(diǎn)是穩(wěn)定操作范圍窄，小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理粘性大的、臟的和帶固體粒子的料液。但設(shè)計(jì)良好的篩板塔仍具有足夠的操作彈性，對(duì)易引起堵塞的物系可采用大孔徑篩板，故近年我國對(duì)篩板的應(yīng)用日益增多，所以在本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)該種塔型。 [3] 化工原理課程設(shè)計(jì)4垂直篩板斜臺(tái)裝置 導(dǎo)向孔林德篩板圖 8 篩板塔板二、設(shè)計(jì)方案的確定及流程說明 ㈠對(duì)塔板的要求 ⑴生產(chǎn)能力要大，即單位面積上氣體和液體通量大。 ⑵板效率高。塔板效率高板數(shù)就少，對(duì)于板數(shù)一定的塔，板效率高可以提高產(chǎn)品質(zhì)量后者減少回流比（或氣液比） ，減少能耗，降低操作費(fèi)用。 ⑶壓降小。氣體通過單板壓降小，能耗低。對(duì)于精餾則可以降低釜壓力和釜溫，這對(duì)于處理高沸點(diǎn)和易發(fā)生自聚分解的物系尤其重要。 ⑷操作范圍寬。當(dāng)塔內(nèi)操作的氣液負(fù)荷波動(dòng)使不至于影響塔的正常操作。⑸結(jié)構(gòu)簡單，制造維修方便，造價(jià)低廉。㈡ 裝置流程的確定精餾裝置有精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。在此過程中，熱能利用率很低，為此，在確定流程時(shí)應(yīng)考慮余熱的利用，注意節(jié)能。 化工原理課程設(shè)計(jì)5苯—甲苯飽和蒸汽（原料）經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后送入精餾塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。操作時(shí)，連續(xù)的從再沸器取出部分液體氣化，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中被冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂或是自然回流作為回流液，其余部分經(jīng)冷凝器冷凝后送出作為塔頂產(chǎn)品。塔釜采用間接蒸汽和再沸器共熱。塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。㈢流程圖如右圖所示：㈣操作條件操作壓力：精餾操作可在常壓、減壓和加壓下進(jìn)行。塔內(nèi)操作壓力的選擇不僅牽涉到分離問題，而且與塔頂和塔底溫度的選取有關(guān)。根據(jù)所處理的物料性質(zhì)，本設(shè)計(jì)中已制定為塔頂壓力為 4kPa。進(jìn)料熱狀態(tài)：進(jìn)料狀態(tài)有 4種，可用進(jìn)料狀態(tài)參數(shù) q值來表示。本設(shè)計(jì)中已制定為飽和蒸汽進(jìn)料： 。0?加熱方式：蒸餾一般采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器，但也可采用直接蒸汽加熱。但由于直接蒸汽的加入，對(duì)釜內(nèi)溶液起一定稀釋作用，在進(jìn)料條件和產(chǎn)品純度、輕組分收率一定的前提下，釜液濃度相應(yīng)降低，故需在提留段增加塔板以達(dá)到生產(chǎn)要求?；亓鞅鹊倪x擇：對(duì)于一定的生產(chǎn)能力，即餾出量 D一定時(shí)， V的大小取決于回流比。一般取操作回流比為最小回流比的 ～2 倍，即 ＝ 。R??~1三、塔的工藝計(jì)算已知參數(shù)：苯、甲苯混合液處理量，F(xiàn)＝5200kg/h； ； ；.4Fx???；回流比 R（自選） ；進(jìn)料熱狀況， ；塔頂壓強(qiáng)， ；? 0qkPa塔 頂不大于 。由《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 ，盧煥章等編著，化學(xué)工業(yè)出版社，kPa7可知：3069?表 1 苯和甲苯的物理性質(zhì)項(xiàng)目 分子式 分子量 M 沸點(diǎn)（K） 臨界溫度tC（℃）臨界壓強(qiáng)PC（atm） 化工原理課程設(shè)計(jì)6苯 A甲苯 B由《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 P457可知： 3069P?表 2 苯和甲苯的飽和蒸汽壓溫度 C060 70 80 90 100 110 120 130 140AP 由《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 可知：3069P?表 3 液體的表面張力溫度 80 90 100 110 120苯， 甲苯， 由《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 可知：3069P?表 4 苯與甲苯的液相密度溫度(℃) 60 80 100 120 140苯,kg/ 甲苯,kg/ 由《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 可知：3069P?表 5 液體粘度 181。L溫度(℃) 80 90 100 110 120苯（ ） 甲苯（） 由《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （下冊(cè)）國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編，化學(xué)工業(yè)出版社表 6常壓嚇苯——甲苯溶液的平衡數(shù)據(jù)液相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)％氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)％ 溫度 C?液相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)％氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)％ 溫度 C? 化工原理課程設(shè)計(jì)7 （一）塔的物料衡算1）料液及塔頂、塔底產(chǎn)品含苯摩爾分率 9/???2035.//.W2）平均分子量 .(.45)??????0907D .23.(.3).（二）全塔物料衡算總物料衡算 （1）39。520DW?? 易揮發(fā)組分物料衡算 （2）.39。.41?聯(lián)立上式（1） 、 （2）解得： 39。Fkgh39。?39。?則 ??hKmol/ ??hKmol/31..79W??l/（三）塔板數(shù)的確定⒈ 塔板數(shù) 的計(jì)算TN在本設(shè)計(jì)中，因苯—甲苯屬于理想物系，可用圖解法計(jì)算理論板數(shù) 。其計(jì)算方法TN如下：（1）根據(jù)苯－甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)作 xy圖及 t xy圖（如上一頁所示） 。通過氣液平衡關(guān)系計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列于上表 2，通過表在 t xy圖直角坐標(biāo)系中做出平衡曲線4/..5F 化工原理課程設(shè)計(jì)8和對(duì)角線，并標(biāo)出 c點(diǎn)（ 、 ） 、e 點(diǎn)（ 、 ） 、a 點(diǎn)（ 、 ）三點(diǎn)； wxFxDx（2）求最小回流比 及操作回流比 。因飽和蒸汽進(jìn)料即 ，所以其 q線方程minRR0q?為一水平直線，在 xy圖中對(duì)角線上自點(diǎn) e作出進(jìn)料線（q 線） ，該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為（ ） ，此即最小回流比時(shí)操作線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)。,.260qqyx?流比計(jì)算式： ???取操作回流比： ..7R?精餾段操作線方程： ????其截距為 ，連接點(diǎn) 和點(diǎn) 可以作出精餾段操作線方程，與 q(0,.8)bba線交于點(diǎn) ，連接點(diǎn) 、點(diǎn) 可作出提餾段操作線方程。dc按照常規(guī)的圖解法作梯級(jí)可得： 層（不包括再沸器） ，其中精餾段理3TN??論板數(shù)為 7層，提餾段為 5層（不包括再沸器） ，第 8層為加料板圖如上一頁所示2. 全塔效率 TE依式： ，根據(jù)塔頂、塔底液相組成查 t xy圖，求得塔平均m?.??溫度為： ℃，溫度下進(jìn)料液相平均粘度為： 1098254???(). mP