【正文】 此 總理論板數(shù)為 13（包括蒸餾釜），精餾段理論板數(shù)為 6，第 7塊板為進料遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 10 頁 共 30 頁 板。 塔頂?shù)谝粔K塔板上升蒸氣進入冷凝器，冷凝為飽和液體。,39。39。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，操作回流比取最小回流比的 倍。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用常壓下的連續(xù)精餾裝置。 m1/2) ； g—— 重力加速度 ,； h—— 填料層分段高度 ,m； h1— 進口堰與降液管間的水平距離 ,m； hc — 與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m 液柱； hd— 與液體流過降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊褐? hf— 塔板上鼓泡層高度 ,m； h1 — 與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m； hL— 板上清液層高度 ,m； h0— 降液管的底隙高度 ,m； hOW— 堰上液層高度 ,m； hW— 出口堰高度 ,m； h,W— 進口堰高度 ,m； hб —— 與阻力表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m 液柱； H—— 板式塔高度 ,m； Hd—— 降液管內(nèi)清液層高度 ,m； HD—— 塔 頂空間高度 ,m； HF—— 進料板處塔板間距 ,m； HP—— 人孔處塔板間距 ,m； HT—— 塔板間距 ,m； K—— 穩(wěn)定系數(shù) ,無因次； LW— 堰長 ,m； Lh — 液體體積流量 ,m3/h； Ls — 液體體積流量 ,m3/s； Lw — 潤濕速率 ,m3/(m我們應(yīng)用的是浮閥塔板，因為它是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩種塔板的優(yōu)點。如何利用物料的特性和工藝要求，選擇適宜的精流流程和設(shè)備是精餾操作彼此需要知道和必須考慮的問題。 精餾操作的特點 從上述對精餾過程的簡單介紹可知，常見的精餾塔的兩端分別為汽化成分的冷凝和液體的沸騰的傳熱過程，精餾塔也就是一種換熱器。 根據(jù)精餾原理可知，單有精餾塔還不能完成精餾操作，必須同時擁有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時還有配原料液，預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實現(xiàn)整個操作。 精餾過程中采用連續(xù)精餾流程，原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后，送入精餾塔的進料板，在進料板上與自塔頂上部下降的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。因此可是混合物得到幾乎完全的分離。精餾可視為由多次蒸餾演變而來的。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進行熱和質(zhì)的傳遞過程。 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 4 頁 共 30 頁 精餾的分類 按操作方式可分為 :間歇式和連續(xù)式，工業(yè)上大多數(shù)精餾過程都是采用連續(xù)穩(wěn)定的操作過程。但和一般的傳熱過程相比，精餾操作又有如下特點： （ 1)沸點升高 精餾的溶液中含有沸點不同的溶劑，在相同的壓力下溶液的蒸汽壓較同溫度下純?nèi)軇┑钠瘔旱?，使溶液的?點高于醇溶液的沸點，這種現(xiàn)象稱為沸點的升高。 （ 3)節(jié)約能源 精餾汽化的溶劑量較大，需要消耗較大的加熱蒸汽。它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，造價低；塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大；由于閥片可隨氣量變化自由升降，故操作彈性大，因上升氣流水平吹入液層，氣液接觸時間較長，故塔板效率較高。s) ； m—— 相平衡系數(shù) ,無因次； n— — 篩孔數(shù)目； NT—— 理論板層數(shù)； P—— 操作壓力 ,Pa； △ P— 壓力降 ,Pa； △ PP 氣 體通過 每層篩 板的降壓 ,Pa； t—— 篩孔的中心距 ,m； u—— 空塔氣速 ,m/s； 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 6 頁 共 30 頁 uF— 泛點氣速 ,m/s； u0— 氣體通過篩孔 的速度 ,m/s； u0, min— 漏液點氣速 ,m/s； u′ 0— 液體通過降液管底隙的速度 ,m/s； Vh—— 氣體體積流量 ,m3/h； Vs—— 氣體體積流量 ,m3/s； wL—— 液體質(zhì)量流量 ,kg/s； wV— 氣體質(zhì)量流量 ,kg/s； Wc—— 邊緣無效區(qū)寬度 ,m； Wd—— 弓形降液管寬度 ,m； Ws—— 泡沫區(qū)寬度 ,m； x— 液相摩爾分數(shù)； X—— 液相摩爾比； y—— 氣相摩爾分數(shù)； Y—— 氣相摩爾分比； Z—— 板式塔的有效高度 ,m； 填料層高度 ,m。本設(shè)計采用氣液兩相混合進料。塔釜 采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。,2 101 .94 ( / )( 1 ) ( 2 1 ) 152 .91 ( / )101 .94 105 .499 209 .2 ( / )( 1 ) 152 .91 ( / )n L n Dn V n Dn L n FnLn V n FnVq Rq k m ol hq R q k m ol hq q q k m ol hq q q q k m ol h? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 3）操作線方程 精餾段操作線方程 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 9 頁 共 30 頁 , 0 . 6 6 7 0 . 3 2 2n L n D Dn V n Vqqy x x x? ? ? ? 提留段操作線方程 39。 39。餾出液組成 Dx 與蒸氣組成 1y 相同，即 Dxy ?1 。 實際板層數(shù)求取 （ 1）求全塔效率 TE ① 求精餾塔中液相混合液的平均黏度 當(dāng) p= 時，苯和甲苯混合液（理想混合液）的 yx? 數(shù)據(jù)求得： 塔頂泡點溫度 ?? 塔底泡點溫度 ?? 由液體黏度共線圖 查得 ： 塔頂液體的黏度 AB= 0 .3 1 5 m P a s = 0 .3 2 0 m P a s???????? ? ? ???苯甲 苯 塔底液體的黏度 AB= 0 .2 3 5 m P a s = 0 .2 5 0 m P a s???????? ? ? ???苯甲 苯 由液相平均黏度計算公式1=nm i ii x??? ??分別求塔頂、塔底混合液的平均黏度 = 0 . 9 8 3 0 . 3 1 5 + 0 . 0 1 7 0 . 3 2 0 = 0 . 3 1 5 m Pa s= 0 . 0 1 2 0 . 2 3 5 + 0 . 9 8 8 0 . 2 5 0 = 0 . 2 5 0 m Pa sL D mL W m? ? ? ? ?? ? ? ? ? 則精餾塔中液相的平均黏度為： = = 0 .3 1 5 0 .2 5 0 = 0 .2 8 1 m Pa sL LD m LW m?? ? ? ? ? ② 求全塔效率 TE 0. 24 ( ) ?? ? ? ? 所以，全塔效率 ? 。 , 2 / 32 .8 4 ()1000 VLow wqhEl? 近似取 E=1，則 39。 /u m s? ,0 39。取同一橫排的孔心距75 0. 07 5t mm m??， 則可按下式估算排間距 39。 按 75t mm? ， 39。依式 0lLhh?? 得 10 h + h mw o wh ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? （ 3）克服表面張力所造成的阻力 0h 因本設(shè)計采用浮閥塔，其 h? 很小，可忽略不計。 精餾段 霧沫夾帶 校核 計算泛點率 1F ： ,1 100%vv v v L LLvFbq q ZF K C A? ?? ? ?? ? ?? ?? ?1 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 20 頁 共 30 頁 ,1 100% 8vvvLvFTqF K C A?? ? ??? 2 板上液體流徑長度 2 2 736 53LdZ D W m? ? ? ? ? ? 板上液流面積 2 1. 53 9 2 0. 11 1 1. 31 7b T fA A A? ? ? ? ? ?2m 苯和甲苯按正常系統(tǒng)取物性系數(shù) ? ， 查得泛點負荷系數(shù) ? ，將以上數(shù)值代入式 1 得 ,1 100%VV V V L LLVFbq q ZF KC A??? ???? 89 .7 3 100 % %1 ? ? ? ??? ? ??? 按式 2計算泛點率，得 ,1 100%VVVLVFTqF K C A?????? 807 .7 3 100 % 53. 6% 8 1 39? ?? ? ?? ? ? 計算出的泛點率都在 80%以下，故可知霧沫夾帶量能過滿足 kg? 液 /kg汽的要求。 以 5s?? 作為液體在降液管中停留時間的下限，則 3, m a x 0 . 1 1 1 0 . 4( ) 0 . 0 0 8 8 8 /55fTVL AHq m s?? ? ? (3) 精餾段 漏液線 對于 F1型重閥，依 00 5VFu???計算，則0 5Vu ?? 又知 2, 0 04VVq d Nu??，即 2,0 54VV Vq d N? ?? 式中 20d 、 N 、 V? 均為已知數(shù)，故可由此式求出氣相負荷 ,VVq 的下限值，據(jù)此作出與液相流量無關(guān)的水平漏液線。 ③ 按照固定的液氣比，由附圖查出塔板的氣相負荷上限： 3( , ) m ax /vvq m s? 氣相負荷下限： 3( , ) m in 0. 6 /vvq m s? 所以： 1 .8 4 3 .0 70 .6??操 作 彈 性 遼寧工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計 第 24 頁 共 30 頁 第 3 章 浮閥塔板工藝設(shè)計結(jié)果一覽表 將以上結(jié)果匯總列于附表 3 中。 在精餾設(shè)計中，一般并不進行詳細的經(jīng)濟衡算，而是根據(jù)經(jīng)驗選取。物性性質(zhì)主要是指黏度﹑密度﹑表面張力﹑擴散系數(shù)及相對揮發(fā)度等。設(shè)計中所用的板效率數(shù)據(jù)，一般是從相近的生產(chǎn)裝置或中式裝置中取得經(jīng)驗數(shù)據(jù)。本設(shè)計采用直管進料管 。 總的來說，這次設(shè)計的內(nèi)容不算復(fù)雜，計算量也不是很大。老師仔細地把