【正文】 說明書 28 壓降的計(jì)算： （ 1）干板阻力 h39。??????? ?????????? ???????rxrxxAa武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 26 第四章 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 校核 精餾段的計(jì)算 ： （ 1）干板阻力 hc 的計(jì)算 由 ??? ，查圖得 ? 故 muhLVc 0 3 1 9 9 0 4 9 0 7 1 7 8 5 5 2200 ????????????????????? ??液柱 （ 2)氣體通過液層的阻力 lh 由公式計(jì)算，因本設(shè)計(jì)分離本和甲苯，即液相為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) ?? 。1 8 039。39。39。3t39。r39。2 39。 ??? （ 3） 開孔區(qū)面積計(jì)算 ? ? ? ? mWWDx sd ??????? mWDc ????? 故 開孔區(qū)面積 : （ 4）篩孔計(jì)算及其排列 本例所處理的物系無腐蝕性，可選用δ =3mm 碳鋼板，取篩孔直徑mmo 5d ? 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t 為 mmmmd o 0 1 ??? 篩孔數(shù)目 個(gè)3 1 5 16 1 3 1 1 5 5 22 ???? aAt 開孔率 %0 0 22 ????????????????? to? 氣體通過閥孔的氣速為 smAVu S /1 7 8 1 3 0 6 3 0 ???? Ⅱ提餾段 （ 1）塔板的分塊 因 D? 800mm,故塔板采用分塊式。39。 ? 塔板布置 Ⅰ精餾段 （ 1） 塔板的分塊 因 D? 800mm,故塔板采用分塊式。3 6 0 039。39。/39。/39。39。39。39。39。 Ⅰ 精餾段 1） .溢流堰長(zhǎng) wL 取 m7 2 ???? DL w 2） .出口堰高 wh ，由 選用平直堰，堰上液層高度 ? ? 3/2h L/ wow Eh ? ， owLw hhh ??武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 22 近似取 1?E ，于是： ? ? ??????owh 滿足要求。 ??????VVLc ? ??? m/s 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 sm /7 5 9 8 m a x ???? ?? sm / m a x39。39。39。39。 s 2 3 3 )0 1 (2 2 0 1 ?????L W m? 解得： μ LWm= s， μB= 3?????? 液相平均粘度計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算： lgμ Lm=∑ xilgμ i 1）塔頂： 由手冊(cè)和內(nèi)插法計(jì)算得 tD=℃ ,μ A=p ??? ????? tRM mVmV? 2）液相平均密度計(jì)算：由內(nèi)插法計(jì)算 imLa?? i1 ?? (ai為質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) ①塔頂：由手冊(cè)和內(nèi)插法計(jì)算得 tD=℃ ,ρ A=3mkg，ρB= 3mkg mkgLm D ???? ②進(jìn)料板：由手冊(cè)和內(nèi)插法計(jì)算得 tw=℃，ρ A=3mkg，ρB= 3mkg 4 4 )4 8 ( 8 8 ????? ??Fa 955 984 mkgLm F ???? ③塔釜：由手冊(cè)和內(nèi)插法計(jì)算得 tw=℃，ρ A=3mkg，ρB= 3mkg 0 0 9 3 )( ????? ??wa 32 9 7 31 )( mkgLm w ??? ?? ④精餾段液相平均密度：37 9 0 42 8 3 9 67 4 1 2 mkgLm ???? 提餾段液相平均密度：30 6 8 52 2 9 7 38 3 9 639。 2 . 9 0 7 1 0 8tp ??? ????? ）（RM Vmvm? 提餾段：3mkg39。 ??? 操作溫度計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法，計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯、 甲苯的飽和蒸汽壓由安托尼方程計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下： 1 2 ????AP ?① ???? tPB ?② 塔頂溫度： ??? ???BABpp ?③ 聯(lián)立方程①②③ 試差求得 tD=℃ 進(jìn)料板溫度：??? ??? BA Bpp ?④ 聯(lián)立方程①②④ 試差求得 tF=℃ 塔釜溫度： ??? ??? BA Bpp 201 ?⑤ 聯(lián)立方程①②⑤ 試差求得 tw=℃ 精餾段平均溫度 Ct ???? 提餾段平均溫度 Ct ???? 39。39。依據(jù) ， 本方案中，塔內(nèi)壓力接近常壓（實(shí)際上略高于常壓），因操作壓力偏離常壓很小，所以其對(duì) x﹣ y 平衡關(guān)系的影響 完全可以忽略。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 2倍。 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 10 第二章 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯 甲苯混合物。如果采用釜液產(chǎn)品去預(yù)熱原料 ，塔頂蒸汽的冷凝潛熱去加熱能級(jí)低一些的物料，可以將塔頂蒸汽冷凝潛熱及釜液產(chǎn)品的余熱充分利用。 選取適宜的回流比，使過程處于最佳條件下進(jìn)行，可使能耗降至最低。水的入口溫度由氣溫決定，出口溫度由設(shè)計(jì)者確定。同時(shí)對(duì)于釜液的沸騰，溫度差過大，形成膜狀沸騰，反而對(duì)傳熱不利。 飽和水蒸汽的溫度與壓力互為單值函數(shù)關(guān)系，其溫度可通過壓力調(diào)節(jié)。然而，直接蒸汽加熱，由于蒸汽的不斷通入，對(duì)塔底溶液起了稀釋作用，在塔底易揮發(fā)物損失量相同的情況下，塔底殘液中易揮發(fā)組分的濃度應(yīng)較低，因而塔板數(shù)稍有增加。有時(shí)也可采用直接蒸汽加熱。 進(jìn)料狀態(tài) 進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。 對(duì)于沸點(diǎn)低、在常壓下為氣態(tài)的物料，則應(yīng)在加壓下進(jìn)行蒸餾。下面結(jié)合課程設(shè)計(jì)的需要，對(duì)某些問題作些闡述。塔頂分凝器對(duì)上升蒸氣有一定的增能作用，若后續(xù)裝置使用氣態(tài)物料，則宜用分凝器。譬如，用原料作為塔頂產(chǎn)品（或釜液產(chǎn)品）冷卻器的冷卻介質(zhì)，即可將原料預(yù)熱，又可節(jié)約冷卻介質(zhì) 。蒸餾過程按操作方式的不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾兩種流程。 精餾塔的物料衡算 ......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 武漢工程大學(xué)郵電 與信息工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 總評(píng)成績(jī) 年 月 日 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................I Abstract................................................................................................................. II 第一章 概述 .......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第二章 精餾塔 的 設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞：塔型，塔體，設(shè)備，流程 II Abstract I need to design an benzol toluene continuous distillation. According to the characteristics of properties, product production and engineering, economic rationality to determine the type of the tower and operational conditions .Thinking about the requirements of raw materials and product and the determination of physical parameters, I can calculate of the size of the column , design the process and select the ancillary equipment , then plete the benzol toluene distillation process and the design of the main equipment. Key words: type, size, ancillary equipment, process 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 第一章 概 述 精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)的題目是苯 — 甲苯分離過程篩板式精餾塔設(shè)計(jì)，即需設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計(jì)一篩板塔，具體工藝參數(shù)如下： 原料：苯 甲苯 年處理量： 30000t 生產(chǎn)時(shí)間： 320 天 /年，每天 24h 運(yùn)行 原料組成（苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）： 塔頂餾出液組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）： 塔底釜液含苯量≤ （質(zhì)量分率） 塔頂回收率： η =99% 料液初溫： 35℃ 冷卻水溫度： 30℃ 操作壓力： 4kpa（塔頂常壓） 回流比自選 單板壓降：≤ 進(jìn)料狀態(tài)：飽和液體進(jìn)料 塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流 塔釜：飽和蒸汽間接加熱 塔板形式：篩孔板 全塔效率： ET= 設(shè)備形式：篩板塔 廠址：武漢地區(qū) 武漢工程大學(xué)郵電與信息學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 7 精餾塔設(shè)計(jì)方案的選定 裝置流程的確定 蒸餾 裝置包括精餾塔、原料預(yù)熱器，蒸餾釜（再沸器）、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。 蒸餾時(shí)通過物料在塔內(nèi)的多次部分氣化與多次部分冷凝實(shí)現(xiàn)分離的，熱量利用效率很低，為此，在確定裝置流程時(shí)應(yīng)考慮預(yù)熱的利用。工業(yè)上以采用全凝器為主，以便于準(zhǔn)確地控制回流比。例如組分的分 離順序、塔設(shè)備的型式、操作壓力、進(jìn)料熱狀態(tài)、塔頂蒸汽的冷凝方式、余熱利用方案以及安全、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和測(cè)量控制儀表的設(shè)置等。例如， 采用減壓操作有利于分離相對(duì)揮發(fā)度較大組分及熱敏性的物料，但壓力降低將導(dǎo)致塔徑增加，同時(shí)還需要使用抽真空的設(shè)備。有時(shí)應(yīng)用加壓蒸餾的原因，則在于提高平衡溫度后，便于利用蒸汽冷凝時(shí)的熱量，或可用較低品位的冷卻劑使蒸汽冷凝，從而減少蒸餾的能量消耗。 加熱方式 蒸餾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。這樣，可節(jié)省一些操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用。對(duì)于酒精水溶液，一般采用 ~（表壓）。 當(dāng)采用飽和水 蒸汽作為加熱劑時(shí)，選用較高的蒸汽壓力，可以提高傳熱溫度差，從而提高傳熱效率，但蒸汽壓力的提高對(duì)鍋爐提出了更高的要求。如果能用常溫水作冷卻劑，是最經(jīng)濟(jì)的。