化工原理課程設(shè)計(jì)：苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 所學(xué)理論知識(shí)有了進(jìn)一步的理解，也使我自主學(xué)習(xí)了新的知識(shí)并在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用。在重新取了一個(gè)稍大的孔心距后通過驗(yàn)算漏液?jiǎn)栴}得到順利解決。 接下來塔的工藝尺寸計(jì)算，篩板流體力學(xué)驗(yàn)算，塔板負(fù)荷性能圖計(jì)算等一個(gè)接一個(gè)的被我們拿下，當(dāng)然這一路下來并不是一帆風(fēng)順的。 首先，我們?nèi)D書館借閱了大量有關(guān)書籍，并從設(shè)計(jì)書上了解熟悉了設(shè)計(jì)的流程和方法。本塔設(shè)計(jì)每7塊板設(shè)一個(gè)人孔，共兩個(gè)，即（4） 塔高 ，另外由于使用的是虹吸式再沸器，可以在較低位置安置。 ①塔底駐液空間依貯存液量停留3~5min或更長(zhǎng)時(shí)間（易結(jié)焦物料可縮短停留時(shí)間）而定。除一般塔板按設(shè)計(jì)板間距安裝外，其他處根據(jù)需要決定其間距。③按照固定的氣液比，由圖14查出塔板的氣相負(fù)荷上限，氣相負(fù)荷下限，所以操作彈性四 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表項(xiàng)目符號(hào)單位設(shè)計(jì)得數(shù)據(jù)精餾段提餾段主要結(jié)構(gòu)參數(shù)塔徑塔的有效高度4實(shí)際塔板數(shù)塊811板間距塔板液流形式單流型單流型塔板形式弓形弓形堰長(zhǎng)堰高溢流堰寬度降液管的面積管底與受液盤距離板厚孔徑孔間距孔數(shù)個(gè)31203120開孔率%%邊緣區(qū)寬度安定去寬度開孔區(qū)面積主要性能參數(shù)各段平均壓強(qiáng)各段平均溫度℃氣相平均流量液相平均流量板上清液層高空塔氣速篩孔氣速10塔板壓降液體在降液管中停留時(shí)間降液管內(nèi)清液層高度霧沫夾帶量負(fù)荷上限霧沫夾帶控制霧沫夾帶控制負(fù)荷下限漏液控制漏液控制氣相負(fù)荷上限氣相負(fù)荷下限操作彈性五 板式塔得結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備(1)進(jìn)料管進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、T形進(jìn)料管。E=據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線5。 (2) 液泛線 由E=,=：已算出，代入，整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于表13。操作點(diǎn)P圖14：精餾段篩板負(fù)荷性能圖由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：①任務(wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點(diǎn)P（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。 (3) 液相負(fù)荷上限線 以θ＝4s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限， 從而做出液相負(fù)荷上限線3(4) 漏液線由和，代入得：整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于表11。 塔板負(fù)荷性能圖 1精餾段(1) 霧沫夾帶線 霧沫夾帶量 其中取，前面求得，代入，整理得： 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于表9。塔板阻力依下式計(jì)算：式中： (1) 精餾段① 查干板孔的流量系數(shù)圖得圖13：干板孔的流量系數(shù)圖② 所以③ 單板壓降(2) 提餾段① 查干板孔的流量系數(shù)圖得② 所以④ 單板壓降當(dāng)孔速低于漏液點(diǎn)氣速時(shí)，大量液體從篩孔漏液，這將嚴(yán)重影響塔板效率，因此，漏液點(diǎn)氣速為下限氣速，篩孔的漏液點(diǎn)氣速按下式計(jì)算：其中（1） 精餾段 穩(wěn)定系數(shù)，故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生過量漏液。對(duì)精餾段各項(xiàng)計(jì)算如下： a)溢流堰長(zhǎng)：?jiǎn)我缌鲄^(qū)lW=（～）D，==b)出口堰高：， 查液流收縮系數(shù)計(jì)算圖可以得到液流收縮系數(shù)E。將精餾段和提溜段相比較可以知道二者的塔徑不一致，根據(jù)塔徑的選擇規(guī)定，對(duì)于相差不大的二塔徑取二者中較大的。 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算塔頂操作壓力P＝ kPa每層塔板壓降 △P＝ kPa進(jìn)料板壓力＝+8＝ kPa塔底操作壓力=+19＝ kPa精餾段平均壓力＝（+）／2＝ kPa提餾段平均壓力=（+）/2 = kPa根據(jù)上式計(jì)算出的壓力，經(jīng)過chemCAD擬合計(jì)算得塔頂溫度℃圖4：chemCAD擬合計(jì)算得塔頂溫度進(jìn)料板溫度℃ 圖5：chemCAD擬合計(jì)算得進(jìn)料板溫度塔底溫度℃圖6：chemCAD擬合計(jì)算得塔釜溫度精餾段平均溫度=（ +）/2 = ℃提餾段平均溫度=（+）/2 =℃塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由xD=y1=,代入相平衡方程得x1=進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由上面理論板的算法，得＝， ＝塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由 =,由相平衡方程，得=精餾段平均摩爾質(zhì)量 提餾段平均摩爾質(zhì)量①氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，精餾段的平均氣相密度即 提餾段的平均氣相密度②液相平均密度計(jì)算 液
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