【正文】 性能指標(biāo)均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求，且操作 彈性大，生產(chǎn)能力強(qiáng)，達(dá)到了預(yù)期的目的。任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結(jié)果列于 下 表 表 sL ， sm/3 minsV ， sm/3 由上表數(shù)據(jù)即可作出 液泛線 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板的負(fù)荷性能圖，如 下圖： 圖 篩板的負(fù)荷性能圖 化工原理課程設(shè)計 24 在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn) A，連接 OA，即即作出操作線。 ? 39。 ??VCAa WT hHb )1(39。39。 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高 dH 應(yīng)服從下式關(guān)系： ? ?WTd hHH ?? ? 苯－氯苯物系屬一般物系，取 ?? ，則 ? ? 0. 5 ( 0. 4 0. 05 ) 0. 22 5TWH h m? ? ? ? ? ? 而 dLpd hhhH ??? 板上不設(shè)進(jìn)口堰， dh 可由下式計算 液＝ muh d 39。 塔徑 mm 800 1200 1400 1600 1800 2021 2200 2400 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 （ 2） 、 邊緣區(qū)寬度確定 取 mWW ss 39。0 ? 化工原理課程設(shè)計 17 則0 0 0 . 0 0 1 7 3 6 0 0 0 . 0 2 33 6 0 0 39。s， ? ?0. 98 6 0. 32 1 0. 98 6 0. 42 0. 31 72L m pa s? ? ? ? ? ? ? ?頂 ? ?0 .5 6 0 .2 9 1 0 .5 6 0 .3 8 0 .3 2 9 6L m p a s? ? ? ? ? ? ? ?進(jìn) 精餾段平均液相粘度 0 . 3 1 7 2 0 . 3 2 9 6 0 . 3 2 3 42Lm m p a s? ?? ? ?精 五、精餾塔的工藝尺寸計算 塔徑的計算 精餾塔的氣、液相體積流率為 33148 .67 9 /360 0 360 0 6 17 /360 0 360 0 871 .6VmsVmLmsLmVMV m sLML m s???? ? ???? ? ?? 1 / 2 1 / 20 . 0 0 1 7 8 7 1 . 6 0 . 0 2 61 . 1 5 2 . 9h LhVLV ???? ?????? ??????因?yàn)樗胶桶彘g距的關(guān)系如下表 : 表 塔徑和板間距關(guān)系表 化工原理課程設(shè)計 14 塔徑 Dm 板間距 HT 200 300 300 350 350 450 450 600 600 800 ?800 圖 史密斯關(guān)聯(lián)圖 若取 : HT =,hL=(一般 hL0= ) HT－ hL== 查上圖得 :C20= C=C20*(l?/20)=()= VVLCu ? ?? ??m ax = 8 7 1 . 6 2 . 90 . 0 7 7 1 . 3 3 /2 . 9 ms? ? 取安全系數(shù)為 (一般 ),則空塔氣速為 : u==4 1 .2 7 5sVDmu???，在 范圍 ,符合 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)圓整后 D= 化工原理課程設(shè)計 15 2 21 .5 3 8 64T DAm??? 實(shí)際空塔氣速為 47 /sTVu m sA?? 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度為 1 ( 5 1 ) 0. 4 1. 6TZ N H m? ? ? ?精 精＝ （ － ） 提餾段有效高度為 1 ) * 0 .8 5 .2TZ N H m? ? ? ?提 提＝ （ 人 孔 數(shù) 人 孔 數(shù) 在 塔頂和塔底各 開一人孔，其高度為 *2m 故精餾塔的有效高度為 39。s 已知 tD=， tf=900C， 由化學(xué)手冊查 得： ? ?頂 mPa求解結(jié)果為 總理論板層數(shù) 7TN? （包括再沸器） 進(jìn)料板位置 3FN? 實(shí)際板層數(shù)的求取 全塔效率 取全塔效率為 43% 精餾段 N 精 ＝ 2/＝ ≈5 塊 提餾段 N 提 ＝ 5/=≈12 塊 化工原理課程設(shè)計 10 四、精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 操作壓力計算 塔頂操作壓力 PD＝ 4＋ ＝ kpa 每層塔板壓降 ΔP= 進(jìn)料板壓力 PF=＋ 5= 塔底壓強(qiáng)為 Pw＝ PF＋ 12＝ kpa 精餾段平均壓力 Pm＝（ ＋ ） /2= 操作溫度計算 根據(jù)圖 可得： ， Dx =, Wx =, Fx = 查圖可得： 塔頂溫度 tD= 進(jìn)料板溫度： tf=900C ( ) / 2 ( 80 .1 90 ) / 2 85 .5DFmt t t? ? ? ? ?精 ℃ 平均摩爾質(zhì)量計算 塔頂平均摩爾質(zhì)量計算 由 xD= y1= 查平衡曲線圖 可得 x1= MVDm=＋ = kg/kmol MLDm=＋ =進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計算 由圖解理論板 yF＝ 查平衡曲線圖 可得 xF= MVF=＋ = kg/kmol MLF=＋ = kg/kmol 塔底平均摩爾質(zhì)量計算 精餾段平均摩爾質(zhì)量 MV精＝（ +） /2= kg/kmol ML精＝ (+)/2= 化工原理課程設(shè)計 11 4 平均密度計算 （ 1） 、 氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 精餾段氣體密度 : 1 0 7 . 0 5 8 0 . 5 9 2 . 98 . 3 1 4 ( 8 5 . 0 5 2 7 3 . 1 5 )mm mVV mPMRT? ?? ? ??? 3/mkg （ 2） 、 液相平均密度計算 液相平均密度依下式計算，即iiLm a ?? /1 ?? 由苯 氯苯溫 度密 度關(guān) 系表 （如 下）， 可 做 出其 液相 密度 圖 。 1 .2 7 39。 Rmin=(xDyd)/(yqxq)=()/()= 取操作回流 比 : R= Rmin== 其截距為 即點(diǎn) b(0,)，連接點(diǎn) b 和點(diǎn) a(,)可以作出精餾段操作線方程，與 q 線交于點(diǎn) d ，連接點(diǎn) d 、點(diǎn) c(,)可作出提餾段操作線方程。查閱有關(guān)資料得知苯和氯苯的一些性質(zhì)如下： 表 苯和氯苯的物理性質(zhì) 項(xiàng)目 分子式 相對分子質(zhì)量 沸點(diǎn) 臨界溫度 /。其余部分作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入儲罐。因此，根據(jù)上敘設(shè)計方案的討論及設(shè)計任務(wù)書的要求，本設(shè)計采用常壓操作，泡點(diǎn)進(jìn)料，間接蒸汽加熱以及水冷的冷卻方式，適當(dāng)考慮熱能利用。如果要求的冷卻溫度較低。塔釜中易于揮發(fā)組分的濃度應(yīng)較低，因而塔板數(shù)稍微有增加。本次設(shè)計采用泡點(diǎn)進(jìn)料即 q=1。 進(jìn)料狀況 進(jìn)料狀態(tài)有五種：過冷液，飽和液，氣液混合物，飽和氣，過熱氣。 一、設(shè)計方案的確定 操作壓力 蒸餾操作可在常壓，加壓，減壓下進(jìn)行。 Ⅱ 、塔徑的計算。但泡罩塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，安裝檢修不便，生產(chǎn)能力小。 Ⅱ 、篩孔塔 。 板式精餾塔設(shè)備選型及設(shè)計 因?yàn)榘迨剿幚砹看蟆⑿矢摺⑶逑礄z修方便且造價低，故工業(yè)上多采用板式塔。此外，工業(yè)氣體的冷卻和回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕和減濕等。 四、設(shè)計要求 （ 1）設(shè)計計算說明書撰寫規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)，條理清晰； （ 2）數(shù)據(jù)可靠，論證合理，有設(shè)計價值； （ 3）圖紙繪制應(yīng)符合化工制圖的標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計簡明、合理，能滿足初步生產(chǎn)工藝的需要，有一定的實(shí)踐指導(dǎo)作用。 化工原 理設(shè)計 化工原理課程 設(shè)計 題 目 苯 — 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計 學(xué)院名稱 化 學(xué) 化 工 學(xué) 院 指導(dǎo)教師 職 稱 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 年 月 日 目 錄 苯 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計 ……………………… ..1 設(shè)計內(nèi)容及要求 ………………………………………… ..2 引 言 ……………………………………………………… 3 一、設(shè)計方案的確定 ……………………………………… 4 二 、精餾塔的物料衡算 …………………………