【正文】 2 目 錄 （一） 化工原理設(shè)計(jì)任務(wù)書 ............................................................ 3 （二） 概述 .......................................................................................... 4 一、 精餾基本原理 ...................................................................... 4 二、 設(shè)計(jì)方案的確定 ...................................................................... 4 （三） 塔工藝計(jì)算 ............................................................................. 5 一、 精餾塔物料 衡算 .................................................................. 5 二、 塔板數(shù)確定 .......................................................................... 5 三、 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 .................... 7 四、 精餾塔的塔體工藝尺寸設(shè)計(jì) ........................................... 11 五、 塔板主要工藝尺寸計(jì)算 ................................................... 12 六、 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ....................................................... 14 七、 塔板負(fù)荷性能圖 ................................................................ 17 八、 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 ................................................................. 23 （四） 輔助設(shè)備的設(shè)定 ................................................................... 24 （五） 設(shè)計(jì)評述心得 ....................................................................... 25 （六） 參考書目及附表 ................................................................... 25 3 （一） 化工原理設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)名稱： 苯 甲苯精餾塔設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)條件： 在常壓連續(xù)精餾塔中精餾分離含苯 35%（質(zhì)量 %，下同）的苯 甲苯混合液，要求塔頂流出液中苯的回收率為 97%，塔底釜?dú)堃褐泻讲桓哂?2%。 5. 設(shè)計(jì)結(jié)果概要或設(shè)計(jì)一覽表 6. 輔助設(shè)備的選 型 —— 對再沸器進(jìn)行設(shè)計(jì)，對預(yù)熱器進(jìn)行選型 7. 參考文獻(xiàn) 8. 對本設(shè)計(jì)的評述或有關(guān)問題的分析討論。 對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。 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。 (３ ) 塔板效率 高，比泡罩塔高 15％左右。 (３ ) 小孔篩板容易堵塞。 T=95 C ,? =。 ( 1 ) ( 1 ) ( 3. 82 1 ) 11 .0 7 47 .3 8 /V R D q F k m ol h? ? ? ? ? ? ? ? 39。 6 02 38m m w mLWy x x xVV? ? ? ? ? 5. 逐板法求理論板數(shù) 相平衡方程 1 ( 1 ) 1 xx????? ? ? 1 Dyx? = 1111 1 1 1(1 ) 2 . 4 7 (1 )yyx y y y y??? ? ? ? ?= 2 1 10 . 7 6 6 0 . 2 2 7 0 . 9 4 611 DxRy x xRR? ? ? ? ??? 根據(jù) 相平衡與操作線方程依次計(jì)算得： 2x? ； 3y? ， 3x? ； 4y? ， 4x? ； 5y? ， 5x? ； 6y? ， 6x? Fx? 精餾段理論板數(shù) n=5 7 39。2139。3y? ， 39。5y? ， 39。7y? ， 39。 取全塔板效率為 ，可得實(shí)際板數(shù)為 24，進(jìn)料板為第 11 塊板。 , 7 9 2 . 3 1 7 7 1 . 5 4 7 8 1 . 9 32Lm k g k m o l? ??? 5. 液體平均表面張力計(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 tD＝ ℃，查表 得 σ A=σ LDm= +() = mN/m 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 由 tF＝ ℃，查表 得 σ A= mN/m σ B= mN/m σ LFm= + = mN/m 塔底 液相平均表面張力的計(jì)算 由 tW＝ ℃，查 表 得 σ A= mN/m σ B= mN/m 10 σ Lwm= +() = mN/m 精餾段液相平均表面張力為 σ Lm=（ +） /2= mN/m 提 餾段液相平均表面張力為 σ ‘ Lm=（ +） /2= mN/m 6． 液體平均粘度計(jì)算 液相平均粘度依下式計(jì)算，即 lgμ Lm=Σ xilgμ i 塔頂液相平均粘度的計(jì)算 由 tD＝ ℃，查表 得 μ A= mPa s μ B= mPa s lgμ Lwm= lg()+ () lg() 解出 μ Lwm= mPa ( 1 ) /V V q F K m ol h? ? ? ? 39。339。 精餾段和提溜段 塔徑不一致，根據(jù)塔徑的選擇規(guī)定，對于相差不大的二塔徑取二者中較大的，因此塔徑取 2. 精餾塔有效高度計(jì)算 精餾段 有效高度為 ( N 1 ) 0. 40 (10 1 ) 3. 6TZ H m? ? ? ? ? ? 提餾段有效高度為 39。 0 . 0 3 6 3 0 . 4 0 7 . 1 239。 a)取邊緣區(qū)寬度 Wc=,安定區(qū)寬度 39。 3. 霧沫夾帶 3 . 2 3 . 26635 . 7 1 0 5 . 7 1 0 0 . 7 7 0 . 0 1 8 / 0 . 1 /2 0 . 1 3 1 0 0 . 4 0 2 . 5 0 . 0 6av Tfe k g k g k g k gHh????????? ??? ? ? ??? ??? ? ? ????? 液 體 氣 體 液 體 氣 體在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。 16 根據(jù)以上塔板的各項(xiàng)液體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為精餾段塔徑及各項(xiàng)工藝尺寸是適合的。 5. 液泛 為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度 ? ?wTd hHH ??? 依式 dlpd hhhH ??? ， 而 39。 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。 4. 液相負(fù)荷上限線 以θ＝ 4s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 3, m a x40 .4 0 .0 3 6 3 0 .0 0 3 6 34fTSSAHLL m s? ????? 19 據(jù)此可作出與氣體流量元關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線 4。 精餾段塔負(fù)荷性能圖 20 由此得出 , 3,min /sV m s? ， 3,max /sV m s? 故操作彈性為： ,m ax,m in0 .6 2 2 .9 50 .2 1ssVV ?? 提 餾段： 1. 漏液線 由 ? ? VLLow hhC ??? ? / 0 5 0 ??? ， 232 .8 41000 hOW WLhEl??? ???? 得2 / 3, m i n 0 02 . 8 44 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 31000hs w L VwLV C A h E hl ? ???? ????? ? ? ????? ?????? 整理得 2 / 3, m in 1 .7 2 0 .0 0 9 9 7 0 .1 0 8sSVL?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) Ls 值，依上式計(jì)算出 Vs 值，計(jì)算結(jié)果列于 下 表。 得 2 / 3, m in 33, m in , 0 .4 5 7 1 01000 sws wLh E L m sl ???? ? ????? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線 3。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如圖所示。 水蒸汽的絕壓為 ， 溫度為 ℃ ， γ 水 =2204kJ/kg。 2） 確定流體的定性溫度及平均溫度差 熱源采用低壓飽和水蒸汽，表壓為 kPa，在絕壓 P= ，水蒸汽的溫度為 t?℃ 。從中我學(xué)到了很多，收獲很多。最后進(jìn)行篩板流體力學(xué)驗(yàn)算、塔板負(fù)荷性能圖計(jì)算 等設(shè)計(jì)工作 ， 對塔的附屬設(shè)備（再沸器和預(yù)熱器）進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而完成了整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)。 通過這次課程設(shè)計(jì)提高了我的認(rèn)識問題、分析問題、解決問題的能