【正文】 篩孔總面積20a 57 7 27A A m?? ? ? ? 塔橫截面積的計算： 222 mDA T ????? ? 降液管橫截面積的計算： 化工系畢業(yè)設計 15 由 w ?D，可查圖得 ?TA 圖 3— 3 弓形降液管的寬度與面積 降液管橫截面積：20 7 0 8 mAA Tf ???? 塔板校核 降液管液泛 取板厚??，由式 2f0 04 02 mAA AT ?????，可查手冊得干 板孔流系數(shù) ?C 通過篩孔的氣速為： smAV g 00 49u 00 ???? 由式 200d )(2h Cuglg??? K可求出干板壓降 即 液注mhd ) ( 2 ????? 按面積計算的氣體速率 smAA V fT ga 00)07 ( 492u ??????? 化工系畢業(yè)設計 16 故 氣相動能因子) smKgF ga ????? （? 查手冊可得充氣系數(shù)為：?? 進而可求出氣體通過塔板的壓降為： 液注mhhh owwd 0 4 1 )0 0 6 5 3 ( 6 8 )(h p ???????? ? 液體通過降液管的壓降為： 液注mhl Vw 5220r ) ()( ???????? 降液管內(nèi)清夜層高度為： mhhh rLp 5d ???????? ? 又 mhHwT 221 043 ????，即滿足 )(21 wTd hHH ??，故降液管內(nèi)不會發(fā)生液泛。 ????? 則 干氣液體 KgKg36V ) ( ?? ?????? 故液沫夾帶量可以允許。 液體流量下限線 令 )(00 32 ??wLow lVE 則 hmlEVwL 33232 ) () ( ????? 在負荷性能圖上 hmVL ? 處作垂線即可得流量下限線，如圖中 2。 )() 02 ()() (u 1 ???????????? 則 hmAAu fT 339。 液泛線 取第一點為設計點 h3L ? ， ? ， ?? 已求得 液注m5r ??? 由 20Pd 0h h ( ) 0 .6 4 0 .0 62 gL l uh gC?? ?? ? ? ? ? ）取值為（ .50)( ?? wTd hHH ?? 可得 )(.50 ?????? ）（wTd hHH 則 250( ) 0 . 6 4 0 . 0 6 0 . 0 6 8 . 3 9 1 0 0 . 4 6 62g oLugC? ? ?? ? ? ? ? ?，又 ? 解得 0 ? 則 hmAu 300g ????? 第二點取液體流量為 hm3L 10V ? ， ? 則， dP ????? dLh?)0 . 0 4 3 20 . 7 360010(0 . 1 5 3)(0 . 1 5 3h 3220r ???????? hlVwL 化工系畢業(yè)設計 20 又由 0d 0 3H ( ) 0 . 6 4 0 . 0 7 0 7 0 . 0 7 0 7 1 . 2 9 1 0 0 . 4 6 62 g L ugC? ? ?? ? ? ? ? ? ? 解得 03003 0 . 9 4 3 0 . 9 4 0 . 0 2 9 4 3 6 0 0 3 2 7 5gu m sV u A m h?? ? ? ? ? 由（ ,3357）和（ 10,3275）兩點在負荷性能上可作出液泛線，如圖中 5。理論上應對各種凸形封頭進行計算、比較后，再確定封頭形狀。 由于操作壓力不高（常壓），可采用平面型密封面（見于《化工設備機械基礎》表141），墊片材料選用石棉橡膠板，經(jīng)查資料（《化工設備機械基礎》表 143）得墊片寬度為 20mm。 本設計中塔內(nèi)徑 1000iD mm? ，故采用分塊式塔盤。 塔體人孔的設計 人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。特別是它具有除沫效率高，壓力降小的特點， 因而是應用最廣泛的除沫裝置。當金屬絲直徑為 ~，網(wǎng)層重度為 480~5300 3/Nm，在上述適宜氣速下，絲網(wǎng)層的畜液厚度為 25~50mm，此時取絲網(wǎng)厚度為 100~150mm，可獲得較好的沫效果。 3 0 .6 1 1 0 4 .6 0 .0 0 1 18 1 9 .6 7 3 6 0 0Wsw WMV m s? ?? ? ?? 取適宜的輸送速度： /fu m s? 則管徑： 4 4 0 .0 0 1 1 0 .0 33 .1 4 1 .5swVdmu? ?? ? ?? 經(jīng)圓整選取低合金鋼管，規(guī)格： 32 ?? ，材料 345QR ， 。 (b) 釜殘液出料管 釜底液相平均密度： 39。實際使用中常用的設計氣速取 1~3m/s。從人孔類型系列標準可知，該人孔標記為： HG2151595 人孔 FSⅡⅢ （ ） 450常壓 公稱直徑 DN=450mm 人孔數(shù)： 每隔 5 層塔板開一人孔，則人孔數(shù)： 171 1 255Tp Nn ? ? ? ? ? 支座設計 選型：圓筒型裙座 依據(jù)：圓筒形裙座制作方便，經(jīng)濟上合理，應用廣泛。 受液盤的設計 采用凹形受液盤 依據(jù)：因為它可保證液體采出側線滿液，即使在高蒸汽流速和低液體流量下仍能保證液化工系畢業(yè)設計 24 封，對流出降液管的液體有緩沖作用，減少對塔盤入口區(qū)的沖擊力。 精 餾塔的塔板類型選擇 塔板類型：溢流式篩板塔 依據(jù)：篩板塔操作時液體橫過塔板，可以使氣液組分充分接觸，提高分離效率。 封頭材料： 345QR 封頭的高 因為長軸：短軸 =2 即： 22iiDh? 化工系畢業(yè)設計 23 所以 1000 25044ii Dh m m? ? ? 其中 iD —— 精餾塔的內(nèi)徑 ih —— 封頭的高 直邊高度為： 2 25h mm? （查 JB/T433795 可知） 封頭與塔身 連接的法蘭 根據(jù)塔的工藝條、溫度、壓力、介質(zhì)及塔徑，確定采用甲型平焊法蘭。 ，材料及尺寸規(guī)格 封頭的選型依據(jù) 封頭的選型：標準的橢圓封頭 選型依據(jù)：從工藝操作考慮，對封頭形狀無特殊要求。 )() 02 ()() (u 1 ???????????? 于是 hmAAu fT 339。 過量液沫夾帶線 第一點取設計點 h3L ? 令 )( 39。 由塔板校核結果可見，塔板結構參數(shù)選擇基本合理，所設計的各項尺寸可用。 液沫夾帶 塔板上液沫夾帶量可由下 式計算 39。 設計任務及操作條件 設計任務： 生產(chǎn)能力（苯） 5000kg/h 塔頂餾出液含苯 %98? 塔底釜殘液含苯 %5? 進料組成 45% 操作條件 操作壓力 常壓 （表壓） 進料熱狀態(tài) 飽和液體進料 塔板類型 篩板 設計地點 烏魯木齊 設計內(nèi)容 精餾塔的物料衡算； 塔板數(shù)的確定； 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算； 精餾塔的塔體工藝尺寸 計算； 塔板主要工藝尺寸的計算； 塔板的流體力學驗算； 塔板負荷性能圖； 精餾塔接管尺寸計算； 精餾塔各組件結構的設計及材料的選擇 塔機械強度校核； 1精餾塔裝配圖； 化工系畢業(yè)設計 7 設計基礎數(shù)據(jù) 表 2— 1 苯和乙苯在不同溫度下的物性數(shù)據(jù) 飽和蒸汽壓 ? ?aKP 粘度 ? ?smPa? 表面張力 ? ?mmN 苯 乙苯 苯 乙苯 苯 乙苯 83 100 21 85 108 88 120 90 125 25 20 95 155 32 100 170 105 200 46 20 110 218 115 245 19 120 135 380 100 17 由表中各溫度下飽和蒸汽壓可計算出氣液組分摩爾分數(shù)之間的關表所示 : 則可繪出 txy關系圖及氣液相平衡圖 yx分別如下： 表 2— 2 不同溫度下氣液組分摩爾分數(shù)之間的關系 t 83 85 88 90 95 100 105 110 115 120 x 0 y 0 項 目 溫 度 化工系畢業(yè)設計 8 圖 2— 1 雙組分溶液的溫度 — 組成圖 3．各部分結構尺寸的確定和設計計算 . 物料衡算 苯的摩爾質(zhì)量： MA=78kg/kmol 乙苯的摩爾質(zhì)量： MB=106kg/kmol 原料處理量： hKm olF 5000 ????? 塔 頂 流 出 量 ： hKm olFxx xD WD WF ???????? 塔釜殘液量： 53 .7 1 23 .1 0 30 .6 1W F D K mo l h? ? ? ? ? 精餾段內(nèi)每塊塔板上升的氣體量： hK m o l4 9 . 4 )()1( ?????? DRV 塔徑的確定 塔頂物料平均千摩爾質(zhì)量： K m olKg78. 56 ????? BBAAD nxnxM 塔頂氣相平均密度： 3g .5)( 4 78 .5610 3 mRTPM D ??? ????? 化工系畢業(yè)設計 9 查手冊得，當 t=℃ 時，密度： 3mKg812?A? ， 3817 mKgB ?? ； 表面張力 ： mA ?? ， mmNB ?? 平均表面張力： mmNxx ABA )1(A ???????? ??? 塔頂液相平均密度： 3mKg8 1 0 .3 7817812111 ??????bAAAl xx ??? 精餾段每塊塔板上升氣體與下降液體積流量為 : 34 9 . 3 4 7 8 . 5 61 4 4 9 . 0 82 . 6 8DggVMV m h? ?? ? ? 32 6 . 3 4 7 8 . 5 6 2 . 5 58 1 0 . 3 7DLLLMV m h? ?? ? ? 取板間距 : mm400?TH ，板上清夜層高度 : mm60?Lh 則 氣液動能參數(shù) : ???glglVV ?? 經(jīng)查史密斯關聯(lián)圖得 ?C 圖 3— 1 史密斯關聯(lián)圖 化工系畢業(yè)設計 10 因表面張力的差異，氣體負荷因子校正為 : sCC . 0 2 1 8 10 . ??? ）（）（? 則最大允許速率 : smCggl m a x ?????? ? ?? 取空塔速率為最大允許速率的 倍，即 smu m a x ???? 故塔徑 muVD g 4944 ?????? ? 根據(jù)標準塔徑圓整得 D=1m 回流比的確定 由塔頂液相組成 ? 運用內(nèi)插法 得 a1 0 8 0 .9 2 3 0 .9 81 2 0 0 .9 8 0 .9 5 61 0 2 .0 8AAAPPP K P???? 經(jīng)查手冊得， o= 84 .5 , 20 .6Bat C P K P?頂 則 ? ?oom 8= 6= , = , = 8= 8 = 11 1 1 1 ABAaBaqFqPPtCP K P t CP K Pxxxxyx