【正文】 00 天 /年，每天 24h 運行； ：泡點進料； ：常壓； ： 270kPa ：進口 20℃，出口 45℃； 三、設計內容 （加熱物料進出口溫度、密度、粘度） 3 （帶控制點、機繪， A2 圖紙） 制板式精餾塔的總裝置圖（包括部分構件， A1 圖紙） 四、設計要求 ，主要設備總裝配圖一張（采用 AutoCAD 繪制） 五、設計完成時間 2021 年 12 月 16日～ 2021 年 01 月 01 日 4 目 錄 概述 ................................................................ 6 第一章 塔板的工藝設計 ............................................... 7 第一節(jié) 精餾塔全塔物料衡算 ......................................... 7 第二節(jié) 基本數據 ................................................... 8 第三節(jié) 實際塔板數計算 .......................................... 15 第四節(jié) 塔徑的初步計算 ............................................ 16 第五節(jié) 溢流裝置 .................................................. 17 第六節(jié) 塔板布置及浮閥數目與排列 .................................. 19 第二章 塔板的流體力學計算 .......................................... 21 第一節(jié) 氣體通過浮閥塔的壓降 ...................................... 21 第二節(jié) 液泛 ...................................................... 21 第三節(jié) 霧沫夾帶 .................................................. 22 第四節(jié) 塔的負荷性能圖 ............................................ 23 第三章 塔附件設計 .................................................. 28 第一節(jié) 接管 ...................................................... 28 第二節(jié) 筒體與封頭 ................................................ 30 第三節(jié) 塔的總體高度 .............................................. 31 第四章 附屬設備設計 ................................................ 33 第一節(jié) 原料預熱器 ................................................ 33 第二節(jié) 塔頂冷凝器 ................................................ 34 5 第三節(jié) 再沸器 .................................................... 34 第四節(jié) 泵的計算與選型 ............................................ 35 參考文獻 ........................................................... 37 6 概述 本設計任務為分離苯 甲苯混合物。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 ～ 2 倍。 浮閥塔板具有結構簡單，制造方便，造價低等優(yōu)點，且開孔率大，生產能力大，操作彈性大，汽液接觸時間長，因此塔板效率高。 5. 回流方式 7 本設計處理量大，所需塔板數多，塔較高，回流冷凝器不適宜塔頂安裝，故采用強制回流。 第一章 塔板的工藝設計 第一節(jié) 精餾塔全塔物料衡算 、塔底產品的摩爾分率 已知苯的摩爾質量 Km olKgM A /? 甲苯的摩爾質量 Km olKgM B /? 原料液組成 XF (摩爾分數，下同 ) ???FX 塔頂組成 ???DX 塔底組成 ???WX 2. 原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量 K m o lKgM F /)4 6 0 ( 6 0 ?????? K m o lKgMd /)9 7 4 ( 7 4 ?????? 118 78. 11 ( 1 118 ) 92. 13 91. 96 /WM Kg Km ol? ? ? ? ? ? 3. 物料衡算 8 一年以 300天，一天以 24 小時計，計算可得塔頂產品流率： D=5 10000 1000／（ 300 24） =全塔物料衡算 ： F=＋ W F = ＋ W .0118 解的 F＝ ＝ 第二節(jié) 基本數據 由下表中的數據，采用內插法計算一下溫度 (液相溫度 ) t 9 4 .0 99 2 .6 9 9 4 .0 9 =4 5 4 0 4 6 .0 7 4 0F ???? 得 Ft? ℃ t 8 0 .0 18 0 .2 1 8 0 .0 1 =9 9 1 0 0 9 7 .4 4 1 0 0D ???? 得 Dt ? ℃ t 1 0 8 .7 91 0 9 .9 1 1 0 8 .7 9 =1 3 1 .1 8 3W ???? 得 Wt ? ℃ 精餾段的平均溫度為： 1 2FDttt ??=℃ 提餾段的平均溫度為： 2 2FWttt ??=℃ 精餾段 ： 1t =℃ 由表 1 內差法可得 1x =% 1y =% 精餾段液相平均摩爾質量：1 4 ( 1 4) ? ? ? ? ?=精餾段氣相平均摩爾質量： 1 6 ( 1 6) ? ? ? ? ?= kg/kmol 提餾段 ： 2t =℃ 由表 1 內差法可得 2x =22..96% 2y =% 提餾段液相平均摩爾質量： 2 6 ( 1 6) ? ? ? ? ?= 9 提餾段氣相平均摩爾質量： 2 9 ( 1 9) ? ? ? ? ?=表 1 苯 甲苯汽液平衡數據 表 2 不同溫度苯 甲苯的密度 對于混合液體的密度 ： ABL B B1 aa? ? ???（其中 aA 為質量分率） 10 對于混合氣體的密度 ： 0T pMTp? ? （其中 M 為平均摩爾質量） ①精餾段： 1t =℃ 由表 2內差法可得 38 0 7 .8 3 Kg .m? ??苯 3803 .67K g .m? ??甲 苯 1117 8 .1 1a 7 8 .1 1 9 2 .1 3 (1 )A xxx? ??= a 1 aBA?? = 由 ABL B B1 aa? ? ???計算得 L? = ? 由 0T pMTp? ? 計算得 V? = ? ②提餾段： 2t =℃ 由表 2內差法可得 37 9 1 .1 6 Kg .m? ??苯 3789 .20K g .m? ??甲 苯 2227 8 .1 1a 7 8 .1 1 9 2 .1 3 (1 )A xxx? ??= a 1 aBA?? = 由 ABL B B1 aa? ? ???計算得 L? = ? 由 0T pMTp? ? 計算得 V? = ? 表 3 不同溫度苯 甲苯的密度 11 由內差法分別求得精餾段與提餾段平均溫度下苯和甲苯的粘度 ①精餾段： 1t =℃ 計算得 ?苯 = s ?甲 苯 = mPa 2 7 4 .0 0 /V V K m ol h?? 14 液相體積流量： 33 7 5 . 2 8 8 8 . 9 1 0 . 0 1 1 1 8 /3 6 0 0 3 6 0 0 7 8 9 . 5 7LmS LmLML m s?? ?? ? ?? 氣相體積流量： 38 6 . 6 4 1 8 5 . 3 8 1 . 5 8 2 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 8 2VmS VmVMV m s?? ?? ? ?? 提餾段操作線方程： 13 7 5 .2 8 1 0 1 .2 8 1 .3 7 0 0 .0 0 4 3 63 7 5 .2 8 1 0 1 .2 8 3 7 5 .2 8 1 0 1 .2 8wmmmmWxL q FyxL q F W L q F Wxx????? ? ? ?? ? ? ??? 表 5 精餾段提餾段數據匯總 項目 精餾段 提餾段 平均溫度℃ 液相平均組成 x 氣相平均組成 y 液相平均摩爾質量 kg/kmol 氣相平均摩爾質量 kg/kmol 液相平均密度 kg/m3 氣相平均密度 kg/m3 平均粘度 mPa 孔速可由公式 01 1VFu ??求的，其中 0F 為閥孔的動能因子，一