【正文】 121. 37 74DV42SJ ???? ?? 提餾段的上升蒸汽速度為： Ui= 2ST ????? ?? 安全系數(shù)：maxJUU = = maxTUU = . = maxTUU 和maxTUU 均在 之間，符合要求。= yf39。 表 4 精餾段的汽液相負(fù)荷 名稱 汽相 液相 平均摩爾質(zhì)量 / /kg kmol 平均密度 / 3/kgm 體積流量 / 3/mh ( 3/ms) ( 3/ms) 提餾段 的汽液體積流量 整理提餾段的已知數(shù)據(jù)列于表 5，采用與精餾段相同的計(jì)算方法可以得到提餾段的負(fù)荷，結(jié)果列于表 6。 第四章 精餾塔主題尺寸的計(jì)算 精餾段與提餾段的汽液體積流量 精餾段 的汽液體積流量 整理精餾段的已知數(shù)據(jù)列于表 3(見下頁 )，由表中數(shù)據(jù)可知： 液相平均摩爾質(zhì)量： M=(+)/2=液相平均溫度： tm=(tf+td)/2=(+)/2=℃ 表 3 精餾段的已知數(shù)據(jù) 位置 進(jìn)料板 塔頂 (第一塊板 ) 摩爾分?jǐn)?shù) xf= y1=xD= yf= x1= 摩爾質(zhì)量 / /kg kmol Mlf= MLf= Mvf= Mvl= 溫度 /℃ 在平均溫度下查得2 3 2339 7 1 .1 / , 7 3 5 /H O CH CH O Hk g m k g m???? 液相平均密度為： 3 2 239。 因?yàn)?L i Lix???? 所以，平均黏度： （ 1） 精餾段： sm P aL ??????? )(? （ 2） 提餾段： sm P aL ??????? )(? 用奧康奈爾法 ( 39。 流程示意圖如下圖 圖 1： 精餾裝置流程示意圖 化工原理課程設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 33 頁 第三章 塔的工藝計(jì)算 ，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù) （ 1）水和乙醇的物理 性質(zhì) 表 3— 1：水和乙醇的物理性質(zhì) 名稱 分子式 相對分子質(zhì)量 密度 20℃ 3/kgm 沸 點(diǎn) ℃ 比熱容 (20℃ ) Kg/(kg.℃ ) 黏度 (20 ℃) 導(dǎo)熱系數(shù) (20℃ ) ? /(m.℃ ) 表面 張力 ????? (20 ℃) N/m 水 2HO 998 100 乙醇 25CHOH 789 （ 2）常壓下乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)，見表 3— 2 表 3— 2 乙醇 — 水系統(tǒng) t— x— y 數(shù)據(jù) 沸點(diǎn) t/℃ 乙醇摩爾數(shù) /% 沸點(diǎn) t/℃ 乙醇摩爾數(shù) /% 氣相 液相 氣相 液相 82 乙醇相對分子質(zhì)量： 46；水相對分子質(zhì)量： 18 進(jìn)料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) ???Fx?Dx?Wx化工原理課程設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 33 頁 平均摩爾質(zhì)量 MF =? 46+（ ） ? 18= kg/kmol MD = ? 46+ () ? 18=MW =? 46+（ ） ? 18= 總物料衡算 D+W=F+S （ 1） 易揮 發(fā)組分物料衡算 F Fx = D Dx + Wχ W （ 2） 恒摩爾流假設(shè) S=V=(R+1)D (3） 通過 由 RMIN 專用計(jì)算程序知 Rmin= 由工藝條件決定 R==? =2 F=? 103 /=聯(lián)立上式（ 1）、（ 2）、 (3)得： S= 理論塔板數(shù) TN 的求取 根據(jù)乙醇 —— 水氣液平衡表 16，作圖 圖 2： 乙醇 —— 水氣液平衡圖 ?Fx ?Dx化工原理課程設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 33 頁 由圖可知總理論板數(shù)為 15，第十三塊板為進(jìn)料板，精餾段理論板數(shù)為 12，提留段理論板數(shù)為 3（包括蒸餾釜） 全塔效率的估算 用奧康奈爾法 ( 39。 精餾裝置有精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、 釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。 化工原理課程設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 33 頁 第二章 設(shè)計(jì)方案的確定及流程說明 塔型選擇 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，若按年工作日 300 天，每天開動設(shè)備 24 小時計(jì)算，產(chǎn)品流量為 ，由于產(chǎn)品粘度較小，流量較大，為減少造價，降低生產(chǎn)過程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產(chǎn)效率，選用篩板塔。 浮閥式之所以廣泛的應(yīng)用，是由于它具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） .處理能力大 （ 2） .操作彈性大 （ 3） .塔板效率高 （ 4） .壓力降小 其缺點(diǎn)是閥孔易磨損，閥片易脫落。 板式塔是分級接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備，種類繁多，根據(jù)目前國內(nèi)外的現(xiàn)狀，主要的塔型是浮閥塔、篩板塔和泡罩塔。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、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、減濕等。 6. 列出設(shè)計(jì)參數(shù)表。 2. 精餾塔的工藝計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： （ 1） .物料衡算確定理論板數(shù)和實(shí)際板數(shù)； （ 2） .計(jì)算塔徑并圓整； （ 3） .確定塔板和降液管結(jié)構(gòu)； （ 4） .流體力學(xué)校核，并對特定板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行個別調(diào)整； （ 5） .全塔優(yōu)化，要求操作彈性大于 2。第 1 頁，共 33 頁 《化工原理》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一 、設(shè)計(jì)題目 乙醇 水溶液連續(xù)板式精餾塔設(shè)計(jì)。 三、設(shè)備形式 篩板塔 四、設(shè)計(jì)工作日 每年 330 天 ,每天 24 小時連續(xù)運(yùn)行 六、主要內(nèi)容 1. 確定全套精餾裝置的流程，匯出流程示意圖，標(biāo)明所需 的設(shè)備、管線及有關(guān)控制或觀測所需的主要儀表與裝置。 5. 繪制塔板結(jié)構(gòu)圖。可在塔設(shè)備中完成常見的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。 塔設(shè)備經(jīng)過長期的發(fā)展，形成了形式繁多的結(jié)構(gòu)，以滿足各方面的特殊需要，為研究和比較的方便，人們從不同的角度對塔設(shè)備進(jìn)行分類，按操作壓力分為加壓塔、常壓塔和減壓塔；按單元操作分為精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反應(yīng)塔和干燥塔；按形成相際界面的方式分為具有固定相界面的塔和流動過程中形成相界面的塔，長期以來，人們最長用的分類按塔的內(nèi)件結(jié)構(gòu)分為板式塔、填料塔兩大類。 浮閥塔 20世紀(jì) 50 年代起，浮閥塔板已 大量的用于工業(yè)生產(chǎn)，以完成加壓、常壓、減壓下的蒸餾、脫吸等傳質(zhì)過程。 V4型浮閥其特點(diǎn)是閥孔沖成向下彎曲的文丘里型，以減小氣體通過塔板的壓強(qiáng)降，閥片除腿部相應(yīng)加長外，其余結(jié)構(gòu)尺寸與 F1 型輕閥無異， V4 型閥適用 于減壓系統(tǒng)。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。 在 c0 時，根據(jù)上圖知對應(yīng)的 X/ =，由《化工原理》課本附錄十一（水在不同溫度下的黏度表）查得 sPa ?