【正文】 為了防止液泛現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度，dH≤φ (t+wh) 其中 dH=ph+ L+ ， = m 液柱 ，因不設(shè)進(jìn)口堰，故 mhlLh owsd )()/( 221 ??????液柱， 同理得mhd ? md ? ，前已選定 L= 則1dH=++= 同理得2d= 3dH= 取φ = 又已選定 T=，1wh=， 則φ ( T+wh)= （ +） = 可見 dH＜φ ( T+wh),符合防止液泛的要求 . 綜上可知 dh dH φ (TH+ wh) 24 塔頂?shù)诙K 進(jìn)料口上第三板 進(jìn)料口下第二板 霧沫夾帶 =%100???bFLSVLVSAKCZLV ?? ? 板上液體流經(jīng)長度 LZ=D2dW== 板上液體面積bA= T2f==2 苯和甲苯按正常系統(tǒng)取物性系數(shù) K=，由泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖查 得 FC= 泛點(diǎn)率 =%%100)() ( ????????? =% ??TFVLVSAKCV ?? ? 泛點(diǎn)率%)( ???????? 依倆式算出泛點(diǎn)率均在 70％以下， 故知霧沫夾帶量能滿足ve＜ kg(液 )/kg(氣 )的要求 同理可得 進(jìn)料口上第三板 =％ =％ 進(jìn)料口下第二板 =％ =％ 塔板的負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶線 依據(jù)泛點(diǎn)率 =%100???bFLSVLVSAKCZLV ?? ? 按泛點(diǎn)率 =70%，代人數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)整理得： SV=SL+,作出霧沫夾帶線 (1)如附圖中SV—SL圖所示。 同理可得： 液相負(fù)荷上限線 進(jìn)料口上第三板 smL s /)( 3m a x ? 進(jìn)料口下第二板 s /. 3a x 漏夜線 對(duì)于 F1型重閥， 依據(jù) 00 5VFu??? 計(jì)算， 則 Vu ?/50 ? 又知 020m in 4/ NudV S ?? 26 則smNdVVS/ 3220m in ????????? ?? 作氣相負(fù)荷下限線，與液體流量無關(guān)的水平漏液線（ 4） 同理可得： 漏液線 進(jìn)料口上第三板 smV S / 3m in ? 進(jìn)料口下第二板 S /142. 3in 液相負(fù)荷下限線 取堰上液層上高度owh= 作為液相負(fù)荷下限條件，即 239。 水的比熱容 114183pC k J k g K??? ? ? 冷凝水的質(zhì)量流量 21 /()pQW kg sC t t??? = 1000/（ 4183 20） =冷卻水用量為 W 總 1= 3600 24 330= 萬噸 /年 塔底 再沸器 T 柴油 :290℃ → 160℃ TW:℃ ← ℃ t? :℃ ℃ 故Ct m ????? )( 28 由 ℃ ，查液體汽化潛熱熱共線圖得： /kJ kg? ?甲 苯 氣體摩爾體積 ? ? 32 7 3 .1 5 2 5 .4 5 /WWm WWRtRTV m k m o lPP?? ? ? = m3/kmol 氣體流量mh VV39。 ℃ ) 故 3600247。 15= 萬元 主要操作年費(fèi)用計(jì)算 清水用量費(fèi)用 30 依據(jù)前面可知，每年塔頂冷凝器 冷卻水用量為 W 總 1= 3600 24 330= 萬噸 /年 釜液冷卻一年用水量為： W 總 2= 3600 24 330= 萬噸 /年 按冷卻水報(bào)價(jià)為 16 元 /噸 故其冷卻水總費(fèi)用為： 16 （ +） 10000= 萬元 /年 柴油用量費(fèi)用 依據(jù)前面可知，每年再沸器 柴油用量為 W 總 = 3600 24 330= 萬噸 /年 按柴油費(fèi)報(bào)價(jià)為 160 元 /噸 故其柴油總費(fèi)用為： 160 10000=256 萬元 /年 料液輸送費(fèi) 按料液輸送報(bào)價(jià) 3 元 /（噸 /小時(shí)）， 得其年料液輸送費(fèi)為： 10000 3= 萬元 /年 總操作費(fèi)用 由上可得 其總操作費(fèi)用為： +256+= 萬元 /年 年總成本 由以上可得年總成本為： 年設(shè)備費(fèi) +年總操作費(fèi) =247。 通過課程設(shè)計(jì)使我們初步掌握化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、設(shè)計(jì)原則及方法；學(xué)會(huì)各種手冊(cè)的使用方法及物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的查找方法和技巧；掌握各種結(jié)果的校核，能畫出工藝流程、塔板結(jié)構(gòu)等圖形；在設(shè)計(jì)過程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產(chǎn)上的安全性和經(jīng)濟(jì)合理性。 可是當(dāng)老師把任務(wù)書發(fā)到手里是卻是一頭霧水，完全不知所措。因?yàn)橥ㄟ^與同學(xué)或者是老師的交換看法很容易發(fā)現(xiàn)自己認(rèn)識(shí)的不足，從而讓自己少走彎路。 5) 賈紹義、柴誠敬編化工單元操作課程設(shè)計(jì) 。 在此，特別感謝老師的指導(dǎo)以及我的室友，與他們的交流使 得我的設(shè)計(jì)工作得以圓滿完成。 再進(jìn)行整個(gè)流程的計(jì)算，再到對(duì)工業(yè)材料上的選取論證和后期的程序的編寫以及流程圖的繪制等過程的培養(yǎng)，我真切感受到了理論與實(shí)踐相結(jié)合中的種種困難，也體會(huì)到了利用所學(xué)的有限的理論知識(shí)去解決實(shí)際中各種問題的不易。所有的這些為我今后的努力指明了具體的方向。 本次化工原理課程設(shè)計(jì)( 萬噸 /年 苯 — 甲苯連續(xù)精餾裝置工藝設(shè)計(jì) )歷時(shí)兩周，是上大學(xué)以來第一次獨(dú)立的工 32 業(yè)化設(shè)計(jì)。 水的比熱容 114183pC k J k g K??? ? ? 12 /()pQW kg sC t t??? 1000/（ 4183 10） = kg/s 冷卻水用量為 W 總 2= 3600 24 330= 萬噸 /年 五、經(jīng)費(fèi)估算 設(shè)備費(fèi)用計(jì)算 塔體費(fèi)用 塔體真實(shí)直徑為塔徑加壁厚即： +*2= 故其塔體截面積為： ? /4 178。 柴油 的比熱容 112 1 7 7 .6pC k J k g K??? ? ? 加熱蒸汽的質(zhì)量流量 /()pQW kgsCt t???Q/Cp 1t? 1000/( )=柴油用量為 W 總 = 3600 24 330= 萬噸 /年 塔釜產(chǎn)品冷卻器 由上知塔釜產(chǎn)品換熱到 160℃ ，所以再用冷卻水冷卻即可。 同理可得： 液相負(fù)荷下限線 進(jìn)料口上第三板 smL S / 3m in ? 進(jìn)料口下第二板 S /. 3in 操作彈性計(jì)算 依附圖中的 VsLs圖可知，由smL S / 3m a x ? ，得smV S / 3m a 因smV S / 3m in ? 故 操作彈性 = ? 同理可得： maxSL 操作彈性 進(jìn)料口上第三板 ? 進(jìn)料口下第二板 . 四、裝置熱衡算確定熱換器（以一秒計(jì)算為例） 塔頂 冷凝器 27 塔頂采用 30℃ 的冷回流 求平均溫度 mt? 依以上可知 T 塔頂 （ ℃） → T D(30℃ ) t2(45℃ ) ← t 1(25℃ ) t? ? 5C? 故Ctt ttt m ?????? ????? )( )ln( 12 12 由 tD＝ ℃ ，查液體汽化潛熱熱共線圖得： /kJ kg? ?苯 氣體摩爾體積 ? ? /DDmDDRtRTV m k m olPP?? ? ?（ +） /98= m3/kmol 蒸汽體積流量 /hmV VV m h?? 30= m3/h， 塔頂蒸汽冷凝量 , /3600h VVq kg s???頂 冷凝器熱負(fù)荷 q kW???苯 = ， 取傳熱系數(shù) 26 0 0 / ( )K W m K?? 傳熱面積 mQAmKt??? 1000/（ 600 ） = m2 ， 根據(jù)上面計(jì)算塔頂冷凝器可選擇 JB/T471592 型固定管殼式換熱器。 即：?????? ???????? 3/20202 )3600(1000 )1()()( 0 w sww sLVwT l LEhhl LguhH ??? 因 T,w、0、Wl、V?、 L、0?均為定值4/200 Nd Vu s??，且，把有關(guān)數(shù)據(jù)代人整理得液泛線： 3/222 . SLL SS ??? 任意取 3點(diǎn)坐標(biāo)如下： （ ， ） ,(,),(,), 在 VsLs圖中作出液泛線（ 2）， 同理可得： 液泛線 進(jìn)料口上第三板 3/222 SLLV SS ??? 進(jìn)料口下第二板 3/222 . SLL SS ? 對(duì)進(jìn)料口上第三板任意取五點(diǎn)坐標(biāo)如下： （ ， ） ,(,),(,) 對(duì)進(jìn)料口下第二板任意取五點(diǎn)坐標(biāo)如下： （ ， ） ,(,),(,) 液體負(fù)荷上限線 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于 35s，液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 . 39。 塔板開孔率 =u/u0= 同理得smu / ? 塔板開孔率 =u/u0= / 塔板開孔率 =u/u0=綜上可知 N 0u 開孔率 塔頂?shù)诙K 41 進(jìn)料口上第三板 41 進(jìn)料口下第二板 41 23 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 氣相通過浮閥塔板的壓強(qiáng)降 ： p C IH h h h?? ? ? : smu Vc /??? ? 因?yàn)?uc0,故 液柱mgu LVC )()2/( 220 ?????????? ?? : 由液相為碳?xì)浠衔铮扇〕錃庀禂?shù)?? ???? Lhh ?m 液柱 ?h：此阻力很小，可以忽略不計(jì)。 同理可得 ? ?? 綜上可知 θ 塔頂?shù)诙K 進(jìn)料口上第三板 進(jìn)料口下第二板 0h 39。 對(duì)于塔頂：?Dt時(shí) ,用內(nèi)插法求得下列數(shù)據(jù) ???ADa 3LA .30 Kg ??? 3LB . ??? 3L Dm )814 . 17809 . 831/( ????? 對(duì)于進(jìn)料板：CtF ?? 用內(nèi)插法求得下列數(shù)據(jù) ???? ??A? 3LA .67 Kg ??? LB?? 3L F m )795 . 5795 . 51/( ????? 對(duì)于塔底： ?? 用內(nèi)插法求得下列數(shù)據(jù) ???AWa 3LA .17 Kg ??? 3LB . ??? 3L Wm )780 . 86781 . 141/( ????? 精餾段平均密度：31 . ?????? mKgLFmLDmLm ?? 15 提餾段平均密度：32 . ?????? mKgLF mLWmLm ??? 第二塔板氣相密度計(jì)算：31 /)( mkgRTMPmVmmV ??? ??? 同理可得32 / mkgV ?? 33 / mkgV ?? 第二塔板液相密度計(jì)算： 由 2t=℃查手冊(cè)得3/ mkgA, B?= 3/mkg 8 第二板液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ???? ??A? 31 / mkgL ??????? ? 同理可得32 / mkgL ?? 33 / mkgL ?? 綜上可知： Vm? ρ Lm 塔頂?shù)诙? 進(jìn)料口上第三板 進(jìn)料口下第二板 液體平均表面張力計(jì)算 液體表面張力 ? M Lm? = iix?? 對(duì)于塔頂： 由?Dt℃查手冊(cè)得 ??? mmNLA ??? mmNLB? )( ???????? mmNLD m 對(duì)于進(jìn)