【正文】 ................................................................................ 21 除沫器 ...................................................................................................................... 21 裙座 .......................................................................................................................... 22 塔總體高度的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 22 換熱器（進(jìn)料預(yù)熱器或產(chǎn)品冷卻器）的設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................... 22 進(jìn)料管的設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 23 泵的選型 ................................................................................................................... 23 貯罐的計(jì)算 ............................................................................................................... 25 第 6 章 結(jié)論 .................................................................................................................. 25 結(jié)論 .......................................................................................................................... 25 主要數(shù)據(jù)結(jié)果總匯 ..................................................................................................... 25 結(jié) 束 語 ........................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 教 師 評 語 .......................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。按照逐板法計(jì)算理論塔板數(shù)為 12 塊，其中精餾段塔板數(shù)為 5 塊，提餾段塔板數(shù)為 7塊。通過流體力學(xué)驗(yàn)算表明此塔的工藝尺寸符合要求，由負(fù)荷性能圖可以看出此精餾塔有較好的操做性能，精餾段操作彈性為 。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。 熱量衡算 塔的附屬設(shè)備及主要附件的選型 繪制工藝流程圖和工藝條件圖 精餾塔的工藝設(shè)計(jì) 精餾塔主要工藝尺寸的設(shè)計(jì) 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 2 1原料罐， 2進(jìn)料罐， 3苯、甲苯精餾塔， 4塔頂全凝器， 5再沸器 設(shè)計(jì)思路 本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)苯 — 甲苯精餾塔，塔型為浮閥式板塔，進(jìn)料為兩組份進(jìn)料，且苯與甲苯的揮發(fā)度有明顯差別，可用一個(gè)塔進(jìn)行精餾分離。 回流比的選擇 選擇操作回流比為最小回流比的 2倍。 全塔效率、實(shí)際板數(shù)及實(shí)際加料位置 板效率用奧康奈爾公式 2 4 )( ??? LTE ? 計(jì)算 塔頂與塔釜平均溫度為 Cttt WDm ?????? 0 )( t= C? 時(shí) ， 由 《 化 學(xué) 化 工 物 性 數(shù) 據(jù) 手 冊 》 查 得吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 6 sm P asm P a BA ???? , ?? 則sm P a XXLD DDLD ?? ???????? )()1(? ?sm P a gXXLW WWLW ?? ???????? )()1(? ?sm P aLWLDL ?????? 2 2 )( ??? 故 5 3 )2 6 ( ??? ?TE 即全塔效率 ?TE 則精餾段實(shí)際板數(shù) 塊精 105 3 8..0/5 ??N 提餾段實(shí)際板數(shù) 塊提 135 3 )111( ???N 故實(shí)際板數(shù)為 塊提精實(shí) 231310 ????? NNN ，實(shí)際加料位置為第 11塊塔板。為了避免物沫夾帶過量，應(yīng)使每千克上升氣體中帶到上層塔板的液體量控制在一定范圍內(nèi) ，才能保證一定的生產(chǎn)能力和塔板效率。按泛點(diǎn)率 80%計(jì)算： 精餾段 ?? ????? SS LV 整理得： SS LV ?? 由上式可知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)取兩個(gè) SS VL 值，可算出 ： 表 31物沫夾帶曲線表 1 )/3 smLS（ 0 )/( 3 smVS 提餾段 ????????? SS LV 整理得： ???? SS LV 在操作范圍內(nèi)取兩個(gè) ?? SS VL 值，可算出 : 表 32物沫夾帶曲線表 2 )/3 smLS（? 0 )/( 3 smVS? 液泛線 dLCdlPWT hhhhhhhhhH ????????? ?? 1)( 由此確定液泛線，忽略式中 ?h NdVuLEhhlLguhHSSWWSLVWT2003/2020204])3 6 0 0(1 0 0 0)[1()(1 5 2)(?????????????? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 16 精餾段 ])(1000 )[() 39。 SSS LLV ??? 在操作范圍內(nèi)，任取若干個(gè) SL 值，算出相應(yīng)的 SV 值 表 33液泛線 精餾段 提餾段 )/3 smLS（ )/( 3 smVS )/3 smLS（ ? )/( 3 smVS? 0 0 液相負(fù)荷上限 液體的最大流量應(yīng)保證激昂也管中停留時(shí)間不低于 35s 液體降液管內(nèi)停留時(shí)間 3??STfLHA? 5s 以 ? =5s 為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 ,則 5)( m a x TfS HAL ? = sm / 6 2 33???? 漏液線 對于 1F 型重閥 ,依 0F =5 作為規(guī)定氣體最小符合的標(biāo)準(zhǔn)，則0204 NudVS ?? 精餾段 smNdVS /4 2 51 2 00 3 8 )( 32020m i n ?????? ?? 提餾段 smNdVS /3 7 51 2 00 3 8 )( 32020m i n ?????????? ?? 也想負(fù)荷下限線 取 堰 上 液 層 高 度 OWh = ， 作 為 液 相 負(fù) 荷 下 限 條 件 ， 依吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 17 2 / 3m in3 6 0 0 ( )2 .8 4 ()1000 SWLE l=，計(jì)算出 SL 的下限值以此作出液相負(fù)荷下限線，該線為與氣體流量無關(guān)的豎直線： 取 E=,則 smlL WS / 6 0 ) 1 0 0 00 0 (3 6 0 0) 1 0 0 00 0 ()( 342/32/3m i n ????????? 由以上 15作出塔板負(fù)荷性能圖 精餾段塔板負(fù)荷性能圖162345y = 00 Ls/ （m3/ s）Vs/（m3/s）1物沫夾帶線2液泛線3液相負(fù)荷下限線4液相負(fù)荷上限線5漏液線6操作線 圖 34精餾段塔板負(fù)荷性能圖 提留段塔板負(fù)荷性能圖123456y = 00 Ls39。 (3) 按照固定的 液 氣 比由 塔 板負(fù) 荷 性 能圖 查 出踏 板 的氣 相 負(fù) 荷上 限（ max)SV =（ ） 3m /s，氣相負(fù)荷下限 min)( SV =（ ） 3m /s ，所 以 精 餾 段 操 作 彈 性 為 )( m a x ??SSVV， 提 餾 段 操 作 彈 性 為 )( m a x ????SSVV 熱量衡算 熱量衡算示意圖 熱量衡算 加熱介質(zhì)的選擇 選擇飽和水蒸氣，溫度 ? ，工程大氣壓為 300KPa 原因：水蒸氣清潔易得，不易結(jié)垢，不腐蝕管道，飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高，冷凝溫差越大，管程數(shù)相應(yīng)越小，但水蒸氣不宜太高。 這里選用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大，質(zhì)量輕，空隙大及實(shí)用方便等優(yōu)點(diǎn)。手孔的設(shè)置應(yīng)便于人的手臂可以伸入塔內(nèi)，一般每隔 4— 5m才設(shè)一個(gè)手孔，本塔中共 34塊板，須設(shè) 5個(gè)手孔，每個(gè)孔直徑為 100mm。當(dāng)氣體流入冷凝器時(shí)，使其液膜厚度減薄，傳熱系數(shù)增大，利于節(jié)省面積，減少材料費(fèi)用。 CtLD ?? ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊得 33 / 0 8,/ 1 3 mkgmkg ?? 甲苯苯 ?? 則 33 / 1 0 90 3 1 39 6 mkgXX LDDDLD ??????????? ? ???? 甲苯苯 ）（ mW FdLDFF ??? ????? ?? 式中 F? —— 進(jìn)料液質(zhì)量流量， kg/s L? —— 進(jìn)料條件下的液體密度， 3/mkg ，圓整后 mmdF 69? 表 所選進(jìn)料管參數(shù)表 [8] 內(nèi)管 22 sd? 外管 21 sd? 半徑 R 1H 2H 內(nèi)管重/(kg/m) 318? 476? 75 120 150 注：摘自《浮閥塔》 P197 表 53 泵的選型 為確定泵輸送一定流量所需的揚(yáng)程 H，應(yīng)對輸送系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械能衡算，這里選擇原料罐內(nèi)的液面與進(jìn)料口處的管截面建立機(jī)械能衡算式： 公稱直徑/mm 管程數(shù) 管數(shù) 管長 /mm 換熱面積/ 2m 公稱壓力/MPa 159 1 13 2020 25 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 24 ? ?? ?????????32122fff hhhgugPZH ? 式中： Z—— 兩截面處位頭差 ?P?—— 兩截面處靜壓頭差 gu22?—— 兩截面處動(dòng)壓頭差 ?1fh —— 直管阻力 ?2fh —— 管件、閥門局部阻力 ?3fh —— 流體流經(jīng)設(shè)備的阻力 對進(jìn)料管 Fu 可取 取 smuF /2? ， 3/ mkgLD ?? smDVusmVSFS/ 4/ 3 4 0 0 0 0 02233????????? ??進(jìn)管流速 提升壓頭 mgu F 0 0 ????? 設(shè)料液表面至加料空位置為 10m，管長為 20m，有兩個(gè) ?90 彎頭， ?? ， k P aPPPudsPasm P amkgmLedLeDFFFFFF