【正文】 （ 4）液相密度 （ 5）液相黏度 sm P aLFLDL ?????? ??? 精 （ 6）氣相流量 摩爾流量： 質(zhì)量流量： （ 7）液相流量 摩爾流量： 質(zhì)量流量： （ 8）液相平衡表面張力 mmNFD ????? ???精 （ 9）精餾段數(shù)據(jù)結(jié)果 表 10 精餾段數(shù)據(jù)結(jié)果表 δ L精 (mN/m) ML精 (kg/kmol) MV精 (kg/kmol) ρ L精 (kg/m3) ρ V精 (kg/m3) μ L精 (mPa?s) 3 107 . 1 2 10 . 1 114 . 1 2 m kg VF VD V ? ? ? ? ? ? ? ? 精 3 535 . 785 2 92 . 816 15 . 754 2 m kg LF LD L ? ? ? ? ? ? ? ? 精 ? ? ? ? h kmol D R V 12 . 215 99 . 126 1 694 . 0 1 ? ? ? ? ? ? 精 h kg M V V V 48 . 6423 86 . 29 12 . 215 ? ? ? ? ? 精 精 精 h kmol RD L 13 . 88 99 . 16 694 . 0 ? ? ? ? 精 h M L L L 49kg . 2446 76 . 27 13 . 88 ? ? ? ? ? 精 精 精 19 V 精 ˊ (kg/h) V 精 (kmol/h) L 精 ˊ (kg/h) L 精 (kmol/h) 5. 提餾段流量及物性參數(shù) （ 1）氣相平均相對分子質(zhì)量 （ 2） 液相平均相對分子質(zhì)量 （ 3）氣相密度 3/ mkgVFVWV ????? ??? 提 （ 4） 液相密度 3/ mkgLFLWL ????? ??? 提 （ 5）液相黏度 sm P aLFLWL ?????? ??? 提 （ 6） 氣相流量 摩爾流量：因為是泡點進料， 質(zhì)量流量： （ 7）液相流量 摩爾流量： 質(zhì)量流量： （ 8） 液相平衡表面張力 kmol kg M M M VF VW V 14 . 24 2 65 . 28 63 . 19 2 ? ? ? ? ? 提 kmol kg M M M LF LW L 35 . 21 2 441 . 24 26 . 18 2 ? ? ? ? ? 提 h kmol V V 12 . 215 ? ? 精 提 h kg M V V V 00 . 5193 14 . 24 12 . 215 ? ? ? ? ? 提 提 提 h kmol F L L 36 . 351 23 . 263 13 . 88 ? ? ? ? ? 精 提 h kg M L L L 536 . 7501 35 . 21 36 . 351 ? ? ? ? ? 提 提 提 20 mmNFW ????? ???提 （ 9）提餾段數(shù)據(jù)結(jié)果 表 11 提餾段結(jié)果數(shù)據(jù)表 δ L提 (mN/m) ML提 (kg/kmol) MV提 (kg/kmol) ρ L提 (kg/m3) ρ V提 (kg/m3) μ L提 (mPa?s) V 提 ˊ (kg/h) 5193 V 提 (kmol/h) L 提 ˊ (kg/h) L 提 (kmol/h) 21 第 2 章 塔及塔板工藝尺寸的設(shè)計計算 塔徑的設(shè)計計算 1. 精餾段的氣液相負荷 （ 1）氣相負荷： smVVVs3 ?????精精精 ? （ 2）液相負荷： smLLLs 0 6360 0 ???????精精精 ? 2. 提餾段得氣液相負荷 （ 1）氣相負荷： smVVVs3 ?????提提提 ? （ 2）液相負荷： smLLLs ???????提提提 ? 3. 各段負荷因子 初選板間距 mHT ? ，取板上液層高度 mhL ? ，則有： mhH LT ???? 精餾段氣液動能參數(shù)為： 21421 ??????????????? ?????????????????? ?精精精精VLssVL ?? 提餾段氣液動能參數(shù)為： 21321 ??????????????? ?????????????????? ?提提提提VLssVL ?? 則根據(jù) Smith 關(guān)聯(lián)圖可知： smC ?精 smC ?提 則精餾段的實際負荷因子： smCC 0 8 3 207 1 6 20 ?????????????????? 精精 精 ? 22 提餾段的實際負荷因子： smCC 20 ?????????????????? 提提 提 ? 4. 各段空塔氣速 精餾段的最大空塔氣速： smCUVVL a x ??????精精精精精 ? ?? 提餾段的最大空塔氣速： smCUVVL a x ??????提提提提提 ? ?? 取安全系數(shù)為 則：精餾段的空塔氣速： smUU 5 4 0 m a x ???? 精精 提餾段的空塔氣速： smUU m a x ???? 提提 5. 各段塔徑 精餾段塔徑： mUVD s ????? ?? 精精精，圓整后取 。 因為所選為泡點進料，所以 1?q 。 2. 冷卻劑的選擇 常用的冷卻劑是水和空氣，應(yīng)因地制宜地選擇。則進料液、餾出液、釜殘液的摩爾分數(shù)分別為 Fx 、 Dx 、 Wx ： 4 5 ???Fx 0 1 7 ???Wx 則由 年txD D 30000??? ， %96??Dx ， ?Dx 可知： 餾出液： hK mo lxM xDDDD 1030000 3 ???? ?????甲醇 總物料： WDF ?? 易揮發(fā)組分： WDF WxDxFx ?? 代入數(shù)據(jù)解得： hkmo lW hkmo lF / /?? 塔頂產(chǎn)品的平均相對分子質(zhì)量： k m o lkgM /)( ?????? 931 . 0 02 . 18 4 04 . 32 96 04 . 32 96 ? ? ? D x 4 塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量流量： hkgDD / 9 4 524 103 0 0 0 024 3 ?????? 塔釜產(chǎn)品的平均相對分子質(zhì)量： k m olkgM W /)( ?????? 塔釜產(chǎn)品的質(zhì)量流量： hkgWMW W / 4 8 ????? 進料的平均相對分子質(zhì)量： k m o lkgM F /)( ?????? 進料的質(zhì)量流量： hkgFMF F / 2 8 ????? 3. 物料恒算結(jié)果 表 1 物料恒算結(jié)果表 塔頂出料 塔底出料 進料 質(zhì)量流量 /(kg/h) 質(zhì)量分數(shù) /% 3 60 摩爾流量 /(kmol/h) 摩爾分數(shù) /% 5 4. 塔頂氣相、液相，進料和塔底的溫度分別為 VDt 、 LDt 、 Ft 、 Wt 表 2 氣液平衡關(guān)系表 溫度t/℃ 液相中甲醇的摩爾分數(shù) 氣相中甲醇的摩爾分數(shù) 溫度t/℃ 液相中甲醇的摩爾分數(shù) 氣相中甲醇的摩爾分數(shù) 100 0 0 66 65 1 1 78 查表 2，由內(nèi)插法算得： Ctt LDLD ???????? ： CttVDVD ???? ???? Ctt WW ???????? ： Ctt FF ???????? ： Cttt FVD ?????? ： Cttt FLD ?????? ： 5. 平均相對揮發(fā)度 ? 取 yx? 曲線上兩端點溫度下 ? 的平均值。本設(shè)計采用間接蒸汽加熱。 6. 加熱方式 加熱方式分為直接蒸汽加熱和間接蒸汽加熱。 3. 進料狀況 采用泡點進料，不僅對穩(wěn)定塔操作較為方便，且不受季節(jié)溫度影響，而且該進料狀況基于恒摩爾流假定，精餾段和提餾段上蒸汽的摩爾流量相等，故精餾段和提餾段塔徑基本相等，制造上較為方便。首先簡要說明了流程的確定和基本的操作條件，其中主要包括對全塔進行的物料衡算和熱量衡算，利用圖解法計算出理論塔板數(shù)，之后又算出了實際塔板數(shù)，然后又對塔及塔板進行了設(shè)計計算，包括塔徑的計算和溢流裝置的計算，之后又根據(jù)一系列計算做出了精餾段和提餾段的負荷性能圖，最后對附屬設(shè)備做了簡單的選型，主要是對冷凝器和再沸器的換熱面積進行了計算。產(chǎn)品槽和相應(yīng)的泵 ,有時還要設(shè)置高位槽。操作時連續(xù)的從再 沸器中取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜殘液）再沸器中原料液部分汽化，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。 主要項目及編排順序為： ① 設(shè)計說明書封面 (使用統(tǒng)一模板 )；②任務(wù)書；③目錄；④設(shè)計方案簡介；⑤工 藝過程計算及主要設(shè)備工藝尺寸的計算；⑥輔助設(shè)備的計算；⑦設(shè)計評述；⑧附錄：主體設(shè)備工藝條件圖；⑨參考文獻 指導(dǎo)教師：孫國富 徐靜莉 完成日期： 2021 年 5 月 10 日～ 26 日 四 設(shè)計結(jié)果總匯 將精餾塔的工藝設(shè)計計算的結(jié)果列在精餾塔的工藝設(shè)計計算結(jié)果總表中 。 3． 典型輔助設(shè)備的計算 冷凝器的傳熱面積和冷卻介質(zhì)的用量計算；再沸器的傳熱面積和加熱介質(zhì)的用量計算。即對操作費用和設(shè)備費用均有影響，因此設(shè)計是否合理的利用熱能 R等直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的經(jīng)濟問題 。 在設(shè)計過程中 應(yīng)考慮到設(shè)計的業(yè)精餾塔具有較大的生產(chǎn)能力滿足工藝要求，另外還要有一定的潛力。 板式精餾塔也是很早出現(xiàn)的一種板式塔， 20世紀 50年代起對板式精餾塔進行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握 了篩板塔的性能，并形成了較完善的設(shè)計方法。 精餾是分離液體混合物最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。生產(chǎn)中為了滿足儲存，運輸，加工和使用的需求，時常需 要將這些混合物分離為較純凈或幾乎純態(tài)的物質(zhì)。本次設(shè)計任務(wù)為設(shè)計一定處理量的分離四氯化碳和二硫化碳混合物精餾塔。在設(shè)計過程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產(chǎn)上的安全性、經(jīng)濟合理性。另一方面影響到所需傳熱面積的大小。 2． 工藝過程計算 物料衡算、回流比和理論塔板數(shù)確定、熱量衡算等。 7． 編寫設(shè)計說明書 使用統(tǒng)一課程設(shè)計格式（詳見許昌學院課程設(shè)計編寫要求）。原料液由泵經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱后進入精餾塔內(nèi)。為了使精餾塔連續(xù)的穩(wěn)定的進行，流程中還要考慮設(shè)置原料槽。 目 錄 摘 要 .................................................................... 1 第 1章 流程的確定和說明 ................................................... 2 物料衡算 ........................................................... 2 熱量衡算 ........................................................... 6 理論塔板數(shù)的計算 ................................................... 9 全塔效率計算 ...................................................... 10 實際塔板數(shù) .............