【正文】 烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 7 離的物系，宜選用較大回流比，而在能源相對(duì)緊張的地 區(qū)，為減少加熱介質(zhì)的消耗量，就選取回流比較小的操作。壓力增加可提高塔的處理能力，但會(huì)增加塔的壁厚 ，導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用增加；同時(shí)壓力增加，組分間的相對(duì)揮發(fā)度 降低，回流比或塔高增加，導(dǎo)致操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用增加。 再沸器的作用是將塔底液體部分汽化后送回精餾塔，使塔內(nèi)氣液兩相間接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行。 C，固，選用普通的循環(huán)水即可滿足要求。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進(jìn)行全部或部分冷凝。當(dāng)流至塔底時(shí)，被再沸器加熱部分汽化，其氣相返回塔內(nèi)作為氣相回流，而其液相則作為塔底產(chǎn)品采出。 3） 調(diào)節(jié)裝置 由于實(shí)際生產(chǎn)中各狀態(tài)參數(shù)都不是定值，應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖靡欢〝?shù)量的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證達(dá)到生產(chǎn)要求，可設(shè)雙調(diào)節(jié)，即自動(dòng)和手動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式并存，且隨時(shí)進(jìn)行切換。 C，查 p— t— k圖 得： AK = BK = ?? ||=，所選溫度基本符合！ 故 假設(shè)正確， 塔底溫度為 326K. 則 W? = 2/)( WDm ??? ?? = 板數(shù)的核算、物料 衡算及熱量衡算 1．換算 將摩爾百分?jǐn)?shù)換算成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)： W=Xye= 由公式 得 ： minR = R = minR = 3．全塔物料衡算 nFq = nDq + nWq nFq Fx = nDq Dx + nWq Wx nFq =80 kmol/h， Fx ＝ 65%， Wx ＝ 2％ Dx ＝ 98％ 解得 ： nDq =, nWq = 精餾段 ： 111 ?????? RxxR Ry Dnn= nx + nDnL Rqq ? =*=nDnV qRq )1( ?? =(+1)*=nFnLnL qqqq ??39。 r 冷凝器冷卻劑的質(zhì)量流量： GC= QC/(cl KCAqFFTvlvvvs1 ????? = Z=D2 db = AAA dTb 2?? = KCAZqqFFbv lsvlvvvs ?????1 ??? = 故不會(huì)產(chǎn)生過量的液沫夾帶。 液體在降液管中的停留時(shí)間應(yīng)大于 3～ 5s =5s 滿足要求 ,則可避免嚴(yán)重的氣泡夾帶。dfOWWd hhhhH ??????丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 22 ??????????guhlv020 ?? ?????? ?? hhh owwl ? 0 將各式代入可得液泛方程線： 2632329 V L hV L hV V h qqq ??? ?????? 即 21223257 )( V L hV L hV V h qqq ?????? 操作彈性 364 5 0/2 7 0 0)/()( m inm a x ???? v v hv v h qq 由負(fù)荷性能圖可知，設(shè)計(jì)點(diǎn)在負(fù)荷性能圖中的位置較適中，有較好的操作彈性和適宜裕度，其他性能均滿足要求，故本設(shè)計(jì)較合理。 ??? XX XR tttt ttL? ? RR LbLvtp ??? ??? 139。 s) = 82824 = = = 3767Pa ④管內(nèi)動(dòng)能 變化產(chǎn)生阻力△ P4 動(dòng)量變化引起的阻力系數(shù) :` = = ⑤ 管程出口段阻力△ P5 a. 氣相流動(dòng)阻力△ Pv5 Tii NdWG ?biGD??Re eR???biBC GdLP ?? 2 22 ???xGGV ?VViV Gd??Re754 VeV R???VViCDVV GdLP ?? 2 23 ???bLiL Gd??Re LeL R???bLiCDLL GdLP ?? 2 23 ???41 /4L1 /4V3 )P P(P 33 ?????1)1()1( 22 ????? LeVbL e RxRxM ??bMGP ?/24 ??丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 29 =(m2 42DWotG ??xGGV ?? ?? ?1 9 1 2 5 4 2 39。走殼程。 結(jié)果匯總： 表 選泵參數(shù)表 名稱 型號(hào) 流量（ m3/h） 揚(yáng)程（ m） 進(jìn)料泵 GL — 90 10— 1500 回料泵 GSJH — 280 80— 330 釜液泵 ZA 2— 2100 2— 250 塔頂產(chǎn)品泵 CZ 520xx 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 39 第六章 控制方案 精餾塔的控制方案要求從質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗三個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。 將本設(shè)計(jì)的控制方案列于下表 序號(hào) 位置 用途 控制參數(shù) 介質(zhì)物性ρ L(kg/m3) 1 FIC01 進(jìn)料流量控制 0－ 3000 kg/h 丙烷 丙稀 ρ L= 2 FIC02 回流定量控制 0－ 1500 kg/h 丙稀 ρ L=465 3 PIC01 塔壓控制 0－ 2MPa 丙稀 ρ V=30 4 LIC02 回流罐液面控制 0－ 1m 丙稀 ρ L=465 5 LIC01 釜液面控制 0－ 3m 丙烷 ρ L=450 6 TIC01 釜溫控制 40－60℃ 丙烷 ρ L=450 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 40 第七章 設(shè)備評(píng)估及心得體會(huì) 設(shè)備評(píng)估 對(duì)于篩板塔的評(píng)估，通過負(fù)荷性能圖 可以看出，設(shè)設(shè)計(jì)點(diǎn)位于正常操作區(qū)內(nèi)，表明該塔的設(shè)計(jì)符合要求，并且對(duì)氣液負(fù)荷的波動(dòng)有一定的 適應(yīng)能力。循環(huán)推動(dòng)力略大于阻力， △ pD/△ pf= 在 — 范圍內(nèi)。 在進(jìn)行各種計(jì)算以及參數(shù)選擇的時(shí)候，常常遇到進(jìn)退兩難或者無(wú)從下手的情況 ，但是 要想學(xué)到真正的應(yīng)用知識(shí)，這是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)。錯(cuò)了不怕，要從中學(xué)到經(jīng)驗(yàn)，從中掌握課本上我們難以學(xué)到的，難以掌握的知識(shí)。總之，通過這次課程設(shè)計(jì)，豐富了我各個(gè)方面的知識(shí)，我受益匪淺。 3. 劉光啟、馬連緗、劉杰《化工物性算圖手冊(cè)》化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 年。 7.《化工原理》（ 上、 下冊(cè)） 、史啟才 《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì) 》 化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 年 附錄一 主要符號(hào)說明 符號(hào) 意義與單位 符號(hào) 意義與單位 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 43 A 塔板上方氣體 通道截面積 m2 E 液流收縮系數(shù) Aa 塔板上有效傳質(zhì)區(qū)面積 m2 ev 單位質(zhì)量氣體夾帶的液沫質(zhì)量 Ad 降液管截面積 m2 F0 氣體的動(dòng)能因子 kg1/2/(s*m1/2) F1 實(shí)際泛點(diǎn)率 Ao 板孔總截面積 m2 Nt 理論塔板數(shù) AT 塔截面積 m2 Np 實(shí)際塔板數(shù) b 液體橫過塔板流動(dòng)時(shí)的平均寬度 m n 浮閥個(gè)數(shù) bc 塔板上邊緣寬度 m p 系統(tǒng)總壓力 kPa 組分分壓 kPa bd 降液管寬度 m Δ pf 塔板阻力降 N/ m2 bs 塔板上入口安定區(qū)寬度 m Φ 熱負(fù)荷 w(kw) b’s 塔板上出口安定區(qū)寬度 m qnD 餾出液摩爾流量 kmol/h C 計(jì)算液泛速度的負(fù)荷因子 qnF 進(jìn)料摩爾流量 kmol/h C20 液體表面張力 20mN/m 時(shí)的負(fù)荷因子 qm 質(zhì)量流量 kmol/h Co 孔流系數(shù) qnL 液相摩爾流量 kmol/h D 塔徑 m qnv 氣相摩爾流量 kmol/h do 篩孔直徑 m qnW 釜液摩爾流量 kmol/h ET 塔板效率 液流收縮系數(shù) qn Lh 液相體積流量 m3 /h qnLs 液相體積流量 m3 /s hσ 克服液體表面張力的阻力 m qnVh 氣相體積流量 m3 /h how 堰上方液頭高度 m qnVs 氣相體積流量 m3 /s hw 堰高 m R 回流比 K 相平衡常數(shù) r 摩爾汽化潛熱 kJ/kmol k 塔板的穩(wěn)定性系數(shù) T 熱力學(xué)溫度 K lw 堰長(zhǎng) m 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 44 t 攝氏溫度 ℃ M 摩爾質(zhì)量 kg/kmol FLV 兩相流動(dòng)參數(shù) ρ 密度 kg/m3 f 汽化分?jǐn)?shù) σ 液體表面張力 mN/m Hd 氣相摩爾焓 kJ/kmol τ 時(shí)間 s H’d 降液管內(nèi)清液層高度 m Φ 降液管中泡沫層的相對(duì)密度 Hf 降液管內(nèi)泡沫層高度 m ? 篩板的開孔率 HT 塔板間距 m B 液沫夾帶分?jǐn)?shù)，浮閥固定底邊尺寸 m hb 降液管底隙 m u 設(shè)計(jì)或操作氣速 m/s hd 液體流過降液管底隙的阻力m ua 通過有效傳質(zhì)區(qū)的氣速 m/s hf 塔板阻力（以清液層高度表示 m） uf 液泛氣速 m/s ht 塔板上的液層阻力（以清液層高度表示 ） m uo 篩。 5. 馬沛生 《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》（續(xù)篇） 化學(xué)工業(yè)出版社， 1982 年。 最后，感謝老師的精心講解，讓我們可以從什么都不懂到獨(dú)自完成這整個(gè)設(shè)計(jì)，也感謝陪我一起走過這兩周的人 ！ 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 42 參考文獻(xiàn) 1. 匡國(guó)柱、史啟才 ，《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx年。 雖然我們困難不斷，但是這次課程設(shè)計(jì)完成后，我發(fā)現(xiàn)我對(duì)于化工原理知識(shí)的了解上升到 了一個(gè)新的層面，能夠深刻的了解設(shè)計(jì)原理和 設(shè)計(jì)步驟等等。雖然在此過程，我們或許在有些時(shí)候選擇了一個(gè)錯(cuò)誤的方向，遇到很多的困難，例如許多物性，在查圖時(shí)會(huì)考慮到在什么溫度，什么壓力 下，在常壓下查到的數(shù)據(jù)如果沒有利用壓縮因子進(jìn)行修改就會(huì)是給后面的計(jì)算帶來(lái)很大的麻煩， 使 設(shè)計(jì)不合理，但是即使很困擾，即使很緩慢，終究也會(huì)勝利的，那些付出依然也是有價(jià)值的。 心得體會(huì) 反復(fù)翻著這 46 頁(yè)的文稿，感覺像親手做的一件工藝品，愛不釋手 。 對(duì)于再沸器，選用的是立式熱虹吸式再沸器，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，傳熱系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn)。由于檢測(cè)上的困難，難以直接按產(chǎn)品純度進(jìn)行控制。 取潛熱： r=302kj/kg 則傳熱速率： Q= qmVs?r=3231kw 殼程焓變 ： Δ H=則殼程流率： qc=Q/Δ H=假設(shè)傳熱系數(shù)： K=850 w/(m2?K) 則傳熱面積 QA Kt? ? =177 Ktttttm 3043 1043ln)3043()1043(21ln21 ?? ???????????—丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 35 泵 的選擇 ．進(jìn)料泵 (兩臺(tái)，一用一備 ) 取液體流速： u=液體密度： kg/ m3 qVfs = qmfs / = m3/s 取 d=42mm 液體粘度 smPa ?? ? 取ε = 相對(duì)粗糙度：ε /d= 5Re 1 .3 5 1 0du ??? ? ? 查得：λ = 取管路長(zhǎng)度： l=100m 局部阻力的計(jì)算： 取 90 度彎管 4 個(gè)， =4 =3? ? 截止閥一個(gè)， =? 文氏管流量計(jì) 1個(gè) el/d? 12 泵吸 入段裝有吸濾筐及底閥 7?? 噴嘴阻力取 取 mZ 50?? 21( ) 2 . 8 92 cle puh f md g g?? ?? ?? ? ? ???? fp? == 則 ? ??????? mhfgugpfZHe 2? qVLh = ??36004 2ud? 選取泵的型號(hào)： GL 揚(yáng)程： 10～ 1500m 流量： ～ 90m3 /h ． 回流泵（兩臺(tái)，一開一用） 取液體流速： u=? ?L?丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 36 液體密度： kg/ m3 qVLs = qmLs / = m3/s d= 液體粘度 s