【正文】 使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低消耗的原則。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?；亓鞅仁蔷s操作中的重要工藝條件，其選擇的原則是使設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用之和最低。如果能用常溫水作冷卻劑，是最經(jīng)濟(jì)的。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。但在本次課程設(shè)計(jì)中對(duì)于甲醇水的二元混合液，甲醇是輕組分，水由塔底排出，且水的比熱較大，故可采用直接水蒸氣加熱，這時(shí)只需在塔底安裝一個(gè)鼓泡管，于是可省去一個(gè)再沸器，并且可以利用壓力較底的蒸汽進(jìn)行加熱，無論是設(shè)備費(fèi)用還是操作費(fèi)用都可以降低。有時(shí)也可采用直接蒸汽加熱。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。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。工業(yè)上以采用全凝氣為主，以便于準(zhǔn)確的控制回流比，塔頂分凝器對(duì)上升蒸汽有一定的增濃作用，若后續(xù)裝置使用氣態(tài)物料，則宜用分凝器。間歇蒸餾具有操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適合于小規(guī)模，多品種或多組分物系的初步分離?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)之苯項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案第2章 設(shè)計(jì)方案的確定確定設(shè)計(jì)方案是指確定整個(gè)精餾裝置的流程、各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式和某些操作指標(biāo)。 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，冷凝器，釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備，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，連續(xù)蒸餾具有生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中已連續(xù)蒸餾為主。塔頂冷凝裝置可采用全凝氣，分凝器—全凝氣兩種不同的設(shè)備。確定操作壓力時(shí)，必須根據(jù)所處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行考慮。但在塔徑相同的情況下，適當(dāng)?shù)靥岣卟僮鲏毫梢蕴岣咚奶幚砟芰?。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)于苯甲苯溶液，~（表壓）。如果塔頂蒸汽溫度低，可選用冷凍鹽水或深井水作冷卻劑。冷卻水出口溫度的選擇由當(dāng)?shù)厮Y源確定，但一般不宜超過50℃，否則溶于水中的無機(jī)鹽將析出，生成水垢附著在換熱器的表面而影響傳熱。精餾過程是組分反復(fù)汽化和反復(fù)冷凝的過程，耗能較多，如何節(jié)約和合理地利用精餾過程本身的熱能是十分重要的。然而，在大多數(shù)情況，這部分熱量由冷卻劑帶走而損失掉了。因?yàn)樵O(shè)置中間再沸器，可以利用溫度比塔底低的熱源，而中間冷凝器則可回收溫度比塔頂高的熱量。計(jì)算傳熱面積和選取操作指標(biāo)時(shí)，也應(yīng)考慮到生產(chǎn)上的可能波動(dòng)。又如冷卻水出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量，另方面也影響到所需傳熱面積的大小，即對(duì)操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)都有影響。例如，在缺水地區(qū)，冷卻水的節(jié)省就很重要；在水源充足及電力充沛、價(jià)廉地區(qū)，冷卻水出口溫度就可選低一些，以節(jié)省傳熱面積。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。其中由于蒸餾過程的原理是多次進(jìn)行部分汽化和冷凝，熱效率比較低，但塔頂冷凝器放出的熱量很多，但其能量品位較低，不能直接用于塔釜的熱源，在本次設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)把其熱量作為低溫?zé)嵩串a(chǎn)生低壓蒸汽作為原料預(yù)熱器的熱源之一，充分利用了能量。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。(３) 小孔篩板容易堵塞。圖解法如下：圖2 圖解法計(jì)算理論版數(shù)式中：——塔頂與塔底平均溫度下的相對(duì)揮發(fā)度——塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度塔頂溫度由安托尼方程及試差法求得塔頂溫度 =由表7及內(nèi)插法求得塔底溫度tW=℃ = y2= 全塔的平均溫度： 查物性手冊(cè)得苯和甲苯的黏度表6，=℃下苯和甲苯的黏度由內(nèi)差法可以計(jì)算得到：苯的黏度, 甲苯的粘度；因?yàn)樗?，全塔液體的平均粘度:μ= mPas（2）進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算由 tF＝℃，查手冊(cè)得 s = mPas所以提餾段塔效率：全塔實(shí)際板數(shù)： =/=(181)/ ％==32塊精餾段實(shí)際板數(shù)： N=7/==14塊提餾段實(shí)際板數(shù)： N=10/==19塊 ，加料板為第15塊塔頂操作壓力：；每層塔板壓降：；進(jìn)料板的壓力：；塔底的壓力：(1）精餾段平均壓力：(2）提餾段平均壓力：塔頂溫度：； 進(jìn)料板的溫度：；塔底的溫度：(1）精餾段平均溫度：(2）提餾段平均溫度：塔頂平均摩爾質(zhì)量： 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量： 塔底平均摩爾質(zhì)量：(1）精餾段平均摩爾質(zhì)量： (2）提餾段平均摩爾質(zhì)量：氣相平均密度計(jì)算：由理想氣體狀態(tài)方程，即液相平均密度計(jì)算：注：——為該物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)塔頂平均密度計(jì)算：由，查手冊(cè)[2]得，進(jìn)料板平均密度計(jì)算：由，查手冊(cè)[2]得，質(zhì)量分?jǐn)?shù)：塔底平均密度計(jì)算：由，查手冊(cè)[2]得， (1）精餾段平均密度： (2）提餾段平均密度： 液體平均表面張力的計(jì)算液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算由，查手冊(cè)[2]得 進(jìn)料板液相平均表面張力為 由，查手冊(cè)[2]得 塔釜：tW=℃ 同理可求出，苯的表面張力為=+（）=精餾段液相平均表面張力為提餾段液相平均表面張力為(1）精餾段 查史密斯關(guān)聯(lián)圖，橫坐標(biāo)為：圖3 史密斯關(guān)聯(lián)圖取板間距，板上液層高度則：： ，則空塔氣速為：按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： 截塔面積為：實(shí)際空塔氣速：(2）提餾段提餾段的氣、液相體積流率為：同理，查史密斯關(guān)聯(lián)圖，橫坐標(biāo)為：取板間距，板上液層高度則：：，則空塔氣速為：按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： 截塔面積為：實(shí)際空塔氣速：(1）精餾段有效高度 (2)提餾段有效高度 在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為：故