【正文】 本科畢業(yè)論文 全塔效率： )( 2 5 ?? ?LE t ?? 實際塔板數(shù) 的求取 精餾段實際塔板數(shù) : 13 7 ???? TETNN 精精 精餾段實際塔板數(shù) : 10 5 ??? TTENN 提提 全塔實際塔板數(shù) : 23 ??? TTENN 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 塔徑的計算 由VVLCu ? ?? ???m ax ，式中 C 由 )20( LCC ?? 求取， 其中 20C 由篩板塔汽液負荷因子曲線圖查取，圖橫坐標為 ) () ()( 2121 ?????? VLhhVL ?? 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? ，則 mhH LT ???? 查篩板塔汽液負荷因子曲線圖得 ?C )2023 ()20( ????? LC ? smCuVVL / a x ??????? ? ?? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smuu /3 2 2 8 9 m a x ????? muVD S ????? ? 按標準塔徑圓整后為： mD ? 。0 ? ，則： mulLh wh 39。 2） 塔板布置 ① 塔板的分塊 表 35 塔板分塊數(shù)表 塔徑 /mm 塔板分塊數(shù) 800～ 1200 3 1400～ 1600 4 1800～ 2020 5 2200～ 2400 6 因 mmD 2200? ，故塔板采用分塊式，由上表查得塔板分為 6 塊 ② 邊緣區(qū)寬度確定 溢流堰前的安定區(qū)域?qū)挾龋? mWs ? 溢流堰后的安定區(qū)域?qū)挾龋? mWs 39。根據(jù)給定的分離任務，求出理論板層數(shù)后，可按下式計算塔的有效高度，即 TTT HENZ )1( ?? 將 tN =23m ?TE , ?TH m 帶入得： Z=25m 篩板的流體力學校核 塔板壓降 1）干板阻力 ch 的計算 20 ?????????? CuhLVc ?? 由 ???do ， 查篩板塔的汽液負荷因子曲線圖得 ?C 故 液柱mhc 2 ?????????? 2）氣體通過液層的阻力 lh 計算 Lhh ??1 本科畢業(yè)論文 smAA Vu fT sa / ????? )/( 21210 mskguF Va ????? ? 查充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖得 ?? 。 本科畢業(yè)論文 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液 管內(nèi)液層高 dH 應服從下式所表示的關(guān)系，即： )( wTd hHH ??? 苯 — 甲苯物系屬一般物系，取 ?? ，則： 液柱mhH wT )()( ?????? 而 dLpd hhhH ??? 板上不設進口堰， dh 按下式計算： 液柱mhl Lh ow sd ) ( 22 ??????????? 液柱mH d ???? )( wTd hHH ?? ? ，故本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度 owh = 作為最小液體負荷標準 : )3600( 3/23 ?????? ? w sow l Lh 整理得： smLs /0 0 1 4 3 3m i n, ? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線 4。39。 olwhc? 3/23 3600)1(39。 22 ???? lw hoc )()1(39。液相下限線 由圖可知，操作受液泛線 和漏液控制。冷卻器進出全凝器的溫度分別為 20℃和 35℃，其平均比熱容 )/(1 ckgkJc p ??? ，全塔的熱損失是塔釜熱負荷的 7%。)(39。 第三章 板式塔結(jié)構(gòu) 塔體結(jié)構(gòu) 塔頂空間 取 mHH TD ???? 塔釜空間 取 mHB ? 群座 由于裙座內(nèi)徑大于 800mm，故裙座壁厚取 16mm，基礎環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取 18mm 考慮到再沸器，故裙座高度取： H2=。 hkgF / 1025 7 ???? mkgF 3/?? hmFVFF/ 565 3??? ? 本次加料選用泵加料 ,所以由泵輸送時 WF 可取 ～ ,本次設計取smWF /? . 則管徑 mmmWFd LFFF 4 ????? ??? ?? 取進料管規(guī)格Φ 85 則管內(nèi)徑 d=79mm 進料管實際流速 : smdVu F / 3600/ 22 ????? ? 塔頂蒸汽管 塔頂平均摩爾質(zhì)量： 塔頂氣相平均摩爾質(zhì)量： k m o lkgM V D M /3 4 8 1 7 8 3 ????? 塔頂液相平均摩爾質(zhì)量： k m o ikgM L D M /6 9 6 4 1 5 8 ????? mkgM 3/ ??? 則塔頂蒸汽密度： mkgtR MPv o V D Mm 3/)( )(1 ??? ????? 精餾段氣相負荷： hk m o lDRV /)1( ??? 本科畢業(yè)論文 精餾段氣相質(zhì)量流量： hkgVMV / 2 9 9 08 4 7 45 2 ????? 操作壓力為常壓，蒸氣速度 WP可取 12～ 20m/s，本次設計取 WP=20m/s 則： mmmvWpVdp 14 ????? ??? ?? 可取回流管規(guī)格 Φ 600 9 。 ???? 塔釜流出液體的速度 WW 一般為 ～ ,本次設計取 WW=mmmLWWd WW 4 39。下冊 (第二版 ). 北京：清華大學出版社， 2020. [9] 魏兆燦等 . 塔設備設計 . 上海：上?？茖W技術(shù)出版社， 1988. [10] . Transport Process and Unit Operations， 2rd ed. Boston： Allyu and Bacdon， Inc， 1983. [11] R. F. Strigle. Random Packings and Packed Tower Design and Applications. Houston： Gulf Publishing Company， 1987. 附 錄 論文符號說明 本科畢業(yè)論文 ；相當?shù)囊褐叨龋c克服表面張力的壓降—；進口堰高度，—；出口堰高度，—堰上液層高度，—；降液管的底隙高度，—；板上清夜層高度，—；液柱高度，與板上液層阻力相當?shù)摹凰迳瞎呐輰痈叨?，—；降相當?shù)囊褐叨?，與液體流過降液管的壓—；高度，與干板壓降相當?shù)囊褐黄骄嚯x，進口堰與降液管間的水—；填料層分段高度，—；重力加速度，—；篩孔氣相動能因子，—；氣相動能因子，—總板效率，量綱為一；—一；液流收縮系數(shù)，量綱為—氣）；液）液沫夾帶量，—；流量，餾出液塔頂產(chǎn)品—；篩孔直徑，—；時的負荷系數(shù)，計算—流量系數(shù)，量綱為一；—獨立組分數(shù)；—；摩爾定壓比熱容，—；比熱容，—；塔截面積，—；篩孔總面積，—；降液管截面積，—；塔板鼓泡區(qū)面積，—mhmhmhmhmhmhmhmhmhmhmhmhsmgmskgFmskgFEEkgkgehk mo lDmdsmuCCCCk mo lkJcCkgkJcmAmAmAmAwwwLfdcTVpmTfa?39?！獨庀?；—理論的；—秒；—線與平衡線的交點；—實際的；—精餾段或塔板序號；—最小或最少；—最大的；—平均；—液相；—輕關(guān)鍵組分；—基準組分；—組分序號；—加熱；—原料液；—最終；—39。m i n,1333??????????? 本科畢業(yè)論文 ；，板式板式塔的有效高度—氣相摩爾比；—爾分數(shù)；氣相中易揮發(fā)組分的摩—液相摩爾比；—爾分數(shù)；液相中易揮發(fā)組分的摩—；破沫區(qū)高度，—；弓形降液管高度，—；邊緣無效區(qū)寬度，—；氣體質(zhì)量流量，—；液體質(zhì)量流量，—；流量，釜底液塔底產(chǎn)品—；氣體體積流量，—mZYyXxmWmWmWskgWskgWhk mo lWsmVSdcVLs///)(/3 餾出液—冷凝器；—冷卻或冷凝；—難揮發(fā)組分；—再沸器；—易揮發(fā)組分；—下標綱為一；液體密度校正系數(shù)，量—；填料因子，—；液體的表面張力，—空隙率；—；液面落差，—；或時間，—；密度，—；或黏度，—；間，液體在降液管的停留時—活度系數(shù)；—組分回收率；—相數(shù)，開孔率；—；篩板厚度，—充氣系數(shù)，量綱為一；—相對揮發(fā)度；—希文DCcBBAmmNmshmkgsmP asPasmL?????????????13//????? 本科畢業(yè)論文 —提餾段。 進料管接管法蘭： PN6DN90 HG 5010 塔頂蒸氣管法蘭： PN6DN600 HG 5010 回流管接管法蘭： PN6DN200 HG 5010 塔 釜出 料管法蘭： PN6DN80 HG 5010 表 39 篩板塔的設計計算結(jié)果 序號 項 目 數(shù) 值 序號 項目 數(shù)值 1 塔徑 D/m 13 安定區(qū)寬度 mWs/ 2 板間距 mHT/ 14 邊緣區(qū)寬度 mWc/ 3 溢流型式 單溢流 15 鼓泡區(qū)面積 2/mAa 4 降液管型式 弓形 16 開孔率 ? % 5 堰長 mlw/ 17 空塔氣速 )//( smu 6 堰高 mhw/ 18 篩孔氣速 )//( smu? 7 板上夜層高度 mhL/ 19 穩(wěn)定系數(shù) K 2 8 堰上液層高度 mhow/ 20 每層塔板壓降ap pp /? 9 降液管底隙高度 mh/? 21 汽相負荷上限)//( 3max, smVs 10 篩孔直徑 md/? 22 汽相負荷下限)//( 3min, smVs 11 篩孔數(shù)目 5952 23 操作彈性 12 孔心距 mt/ 本科畢業(yè)論文 參考文獻 [1] 石油化學工業(yè)規(guī)劃設計院 . 塔的工藝計算 [M]. 北京：石油化學工業(yè)出版社， 1997. [2] 賈紹伊，柴成敬 . 化工傳質(zhì)與分離工程 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2020. [3] 李英 劼 . 化工生產(chǎn)降低精餾技術(shù)能耗的思路 [J]. 石油與化工設備， 2020， 14(1)： 5860. [4] 岳金彩等 . 精餾過程的節(jié)能技術(shù) [J]. 節(jié)能技術(shù)， 2020， 26(1)： 6465. [5] 張琴，范海明，周鈞 . 精餾過程的節(jié)能 技術(shù) [J]. 艦船防化， 2020,（ 3）： 15. [6] 于國琮 . 仍需重視精餾研究 [J]. 國際學術(shù)動態(tài)， 2020，（ 2）： 4748. [7] 夏清等 . 化工原理則管內(nèi)直徑 d=171mm。 本科畢業(yè)論文 進料板高度 ?。? mHF ? 總塔高： mHHHHn p H pHnHnpnnH BDFFTF )1( 21 ??????????? 附屬結(jié)構(gòu) 進料管 進料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進料管、彎管進料管、 T 形進料管。 47 ????? 考慮全塔的熱損失，加熱蒸汽實際消耗量為 hkgW h /)(100 2 0 44 ????? 全凝器的熱負荷 cQ 及冷卻水消耗量 cW 同理，由于餾出液中幾乎為純苯，其焓按純苯進行計算。再沸器的熱負荷為 hkJrVIIVQ mLWVWB / 4 6 39。操作線對應的最小操作負荷 smVs /1 4 3 in, 3? ，最大負荷 smVs /2 1 ax,