【正文】 23???????????????????????????????wlEd ? 將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入整 理，得 3222 9 4 1 81 5 1 4 sss LLV ?????? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結(jié)果列于下表 液泛線計算 結(jié)果 )//( 3 smLS )//( 3 smVS 由上表即可作出液泛線 5。 sss LdLcbVa ?????? 其中： ? ?? ? 11. 139。 (5) 液泛線 令 )( wTd hHH ???? ? 由 dLcdLpd hhhhhhhhH ????????????????? ?1 Lhh ???? ?1 owwL hhh????? 聯(lián)立解得 dcowwT hhhhhH ???????????????? ????? )1()1( 第 36 頁 共 52 頁 忽略 ?h? ，將 owh? 與 sL? ， dh? 與 sL? ， ch? 與 sV? 的關(guān)系式代入上式，并整理得： 3222 39。 (2)液沫夾帶線 由 ????????????????fTaLV hHue ? 323232 5 9 6 0 011 0 0 0 0 sswhow LLlLEh ???????? ???????????? ?????? 323/24 7 9 )5 9 3 ()(ssowwLfLLhhhh?????????????? 3232 4 7 0 7 9 ssfT LLhH ????????? ）（ ssfT sa VVAA Vu ??? ???? ??? ) ( ??? ????? ??ssv LVe 整理得 320 0 0 ss LV ???? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結(jié)果列于下表 第 35 頁 共 52 頁 液沫夾帶線計算結(jié)果 )//( 3 smLS? )//( 3 smVS? 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線 2。 第 32 頁 共 52 頁 (5) 液泛線 令 )( wTd hHH ??? 由 dLcdLpd hhhhhhhhH ???????? ?1 Lhh ??1 owwL hhh ?? 聯(lián)立解得 dcowwT hhhhhH ???????? ????? )1()1( 忽略 ?h ，將 owh 與 sL ， dh 與 sL ， ch 與 sV 的關(guān)系式代入上式，并整理得： 3222 sss dLcLbaV ??? 其中： ? ?? ? 11. 12200??????????????????????LVCAga ?? )( )1( ??????? ???? wT hHb ??? )()( 220 ???? hlc w )(3600)1(323323?????????????????????????????wlEd ? 將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入整理，得 3222 1 3 sss LLV ??? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結(jié)果列于下表 ， 第 33 頁 共 52 頁 液泛線計算 結(jié)果 )//( 3 smLS )//( 3 smVS 由上表即可作出液泛線 5。 (2)液沫夾帶線 以 氣液 kg/ kgev ? 為限 ，求 ss LV ? 關(guān)系如下： 由 ????????????fTaLV hHue ? 323232 6 4 6 0 011 0 0 0 0 sswhow LLlLEh ????????????????????? 323/26 0 1 2 )6 4 4 ()(ssowwLfLLhhhh???????? 第 31 頁 共 52 頁 3232 ssfT LLhH ?????? ）（ ssfT sa VVAA Vu ????? ) ( ????? ??ssv LVe 整理得 328 6 7 ss LV ?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結(jié)果列于下表 液沫夾帶線計算結(jié)果 )//( 3 smLS )//( 3 smVS 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線 2。 第 29 頁 共 52 頁 (3) 液沫夾帶 氣液氣液 kgkgkgkghHueLTaLV/ 3???????? ?????????????? ?? ????? ???? 故液沫夾帶量 Ve? 在允許的范圍內(nèi)。 (4) 漏液 對篩板塔，漏液點氣速 可由以下公式計算： ? ?10m i )(/????????????smhhCu VLL ??? 實際氣速 m / usmu ?? 穩(wěn)定系數(shù)為 m i n,00 ???? uuK 故在本設(shè)計中無明顯漏液 。 ④ 降液管底隙高度 0h? ： 取降液管底隙流速 10 ????? smu ，則 mulLh wh 00 ??? ??????? mmhh w 0 0 0 3 3 ??????? 故降液管底隙高度設(shè)計合理。開孔區(qū)面積按式 ?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 s i n1802 ?計算 其中 mWWDxsd )()(2 ??????? mWDR c . 82 ????? 故 21222 ) i (2 mA a ???????? ? 第 24 頁 共 52 頁 ④ 篩孔計算及其排列 由于苯和甲苯?jīng)]有腐蝕性，可選用 mm3?? 碳鋼板，取篩孔直徑 mmd 50 ? 。 選用凹形受液盤，深度 mhw ?? (2) 塔板布置 ① 塔板的分塊。各項計算如下： ① 堰長 wl ： 取 mDl w ???? 。 s） 表 6 苯 — 甲苯物系在總壓 )(yxt? 關(guān)系 t/℃ 84 88 92 96 100 104 108 x 1 0 y 1 0 表 7 常壓下苯 —— 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 第 9 頁 共 52 頁 第 10 頁 共 52 頁 精餾塔的物料衡算 (1) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 ??? kmo lkgM A 甲苯的摩爾質(zhì)量 ??? kmo lkgM B ???Fx ???Dx ???Wx (2) 原料液及塔頂 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ??????? k mo lkgM F )( ???????? k m o lkgM D .9 81 ??????? k m o lkgM W ）（ (3) 物料衡算 原料處理量 700000 00 ?????? hk m olF 總物料衡算 ??WD 苯物料衡算 5 4 0 30 2 3 8 ??? WD 聯(lián)立解得 ??? hkm olD ??? hkm olW 塔板數(shù)的確定 (1) 理論板層數(shù) TN 的求取 苯一甲苯屬理想物系，可采逐板計算求理論板層數(shù) 第 11 頁 共 52 頁 ① 求最小回流比及操作回流比 查得苯 — 甲苯物系的氣、 液平衡數(shù)據(jù)（表 6），繪出 )(yxt? 圖， 采用作圖法求最小回流比。 (２ ) 操作彈性較小 (約 2～ 3)。 (２ ) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～ 15％。塔底設(shè)置再沸器采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。 若填寫內(nèi)容較多可另紙附后。 第三天：確定塔徑、塔高等工藝尺寸。 設(shè)計說明書應(yīng)附有帶控制點工藝流程圖，塔板結(jié)構(gòu)簡圖。 (3)換熱器選型 對原料預(yù)熱器，塔底再沸器，塔頂產(chǎn)品冷卻器等進行選型。 (1)加料泵選型，加料管規(guī)格選型 加料泵以每天工作 3 小時計（每班打 1 小時）。 (1)選擇塔型和板型 采用板式塔，板型為篩板塔。 （ 2）精餾工藝計算： 。上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過板 上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層（或噴射的液滴群）。本設(shè)計的題目是苯 —— 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計，即需設(shè)計一個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)計一板式塔將其分離。通過課程設(shè)計， 要求更加熟悉工程設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運用理論知識和技能的能力，問題分析能力，思考問題能力，計算能力等。 高位槽 ..................................................... 46 貯槽 ....................................................... 47 六 參考書目 ....................................................... 48 七 設(shè)計心得體會 ................................................... 49 八 附錄 ........................................................... 50 附錄一 板式塔結(jié)構(gòu)簡圖 .......................................... 50 附錄二 帶控制點的工藝流程圖 .................................... 50 第 3 頁 共 52 頁 一 序言 化工原理課程設(shè)計是綜合運用《化工原理》課程和有關(guān)先修課程（《物理化學(xué)》 ， 《化工制圖》等）所學(xué)知識，完成一個單元設(shè)備設(shè)計為主的一次性實踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實際的橋梁，在整個教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的 ，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進行分離。 篩板是在塔板上鉆有均布的篩孔，呈正三角形排列。 二、設(shè) 計內(nèi)容 （ 1）選擇工藝流程和工藝條件 塔頂產(chǎn)品由塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫。然后根據(jù)全塔效率ET，求得全塔、精餾段、提餾段的實際塔板數(shù)，確定加料板位置。 *全塔高度： 包括上、下封頭，裙座高度。 貯槽容積按加滿一次可生產(chǎn) 10 天計算確定。應(yīng)按設(shè)計程序列出計算公式和計算結(jié)果；對所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗公式圖表應(yīng)注明來歷。 第二天：根據(jù)設(shè)計任務(wù)和工藝要求，確定設(shè)計方案。 第七天：進行塔附件設(shè)計 第八天：進行附屬設(shè)備設(shè)計及選型 第九天：繪制帶控制點工藝流程圖，整理設(shè)計說明書 第十天：答辯 參考資