【正文】 均摩爾質量 ……………………………… 9 密度計算 ………………………………………………………… …………… 10 表面張力計算 ………………………………………………………… ……… 13 ………………………………………………………… ……… … 14 . 相對揮發(fā)度的求取 ………………………………………………………… … 15 塔板數的確定 ………………………………………………………… ……… 16 回流比的確定 ………………………………………………………… ……… 16 汽液負荷計算 ……………………………………………………… … … …… 16 理論塔層數 NT的 求取 ………………………………………………………… 17 實際板數的求取 ………………………………………………………… …… 17 . 精餾塔主要工藝尺寸的設計 計算 ……… ……………………………………… 19 氣液相體積流量記算 ………………………………………………………… … 19 塔徑計算與選擇 …… ………………………………………………… ……… 19 吉林化工學院化 工原理課程設計 溢流裝置的計算 ………………………………………………………… …… 20 塔板 布置 ………………………………………………………… ………… 22 篩孔計算及 其開孔率 ………………………………………………………… 22 塔總 體高度計算 ………………………………………………………… …… 22 篩板的流體力學計算 ……… ……………………………………………… … 23 氣體通過篩板壓降相當的液柱高度 …………………………………………… 23 氣體通過每層 塔的 壓降 ……………… …………………………… ………… 24 液沫夾帶量的驗算 ………………………………………………………… … 24 漏液的鹽驗算 ………………………………………………………… ……… 24 液泛的驗算 ……………… ………………………………………… ………… 25 塔板 負荷性能圖 ……… ……………………………………………… ……… 25 液沫夾帶線 ………………………………………………………… ………… 25 液 泛 線 ………………………………………………………… ………… … 26 液體負荷 上限線 ………………………………………………………… …… 28 液相負荷 下限線 ………………………………………………………… …… 28 漏液線 …………………………………… …………………… ………… … … 29 塔的接管 …………… ………… ………………………………… ………… …… 30 進料管 ………………………………………………………… ………… …… 30 回流管 ………………………………………………………… ………… …… 31 塔底 出料罐 ………………………………………………………… ………… 31 第四章 精餾塔熱量衡算 ……………………… … …………………… ………… 31 精餾塔熱量衡算 ………………………………………………………… …… … 31 熱量衡算示意圖 ……………………………………………………… ………… 31 加熱劑 的選擇 ………………………………………………………… ………… 31 冷卻劑的選擇 ………………………………………………………… ………… 31 比熱容及汽化潛熱的 計算 …………………………………………… … ……… 31 塔頂、塔底及進料口比熱容及汽化潛熱的計算 ……………… … ………… ……… 31 熱量 衡算 ……………………… ……… ………………… … ………… ……… 31 參考文獻 …………………………… … …………………………… ………… ……… 34 附錄 （ A） ………………………………………………………… ………… …… 35 附錄 （ B） … ………………………………………………………… ………… … 36 附錄 （ C） … ………………………………………………………… ………… … 38 結束語 ………………………………………………………… ………… ……… … 39 化工原理課程設計教師評分表 …………………………………………………… 40 吉林化工學院化 工原理課程設計 第一章 前言 ．精餾原理及其在工業(yè)生產中的應用 精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工、煉油、石油化工等工業(yè)中得到廣泛應用。根據所選參數在進行校核可知：精餾段：液體在降液管停留時間為 ，操作彈性為 。本設計采用篩板式精餾塔，進行苯 —甲苯二元物系的分離，此設計針對二元物系的精餾問題進行分析、計算、核算、繪圖，從而達到二元物系分離的目的。 三 主要設計內容 設計方案的選擇及流程說明 工藝計算 主要設備工藝尺寸設計 （ 1）塔徑及精餾和提餾段塔板結構尺寸的確定 （ 2）塔板的流體力學校核 （ 3）塔板的負荷性能圖 （ 4）總塔高 設計結果匯總 工藝流程圖及精餾塔工藝條件圖 吉林化工學院化 工原理課程設計 摘 要 精餾是一種最常用的分離方法，它根據多次部分冷凝、多次部分汽化的原理，以塔底的汽相回流、塔頂的液相回流為基礎來實現連續(xù)的高純度分離。 通過對精餾塔的工藝設計計算可知：實際塔板數為 21 塊 (包括再沸器 )，第塊板 13 進料，塔徑為 ，塔的實際高度為 。 關鍵字：精餾、 物料衡算、塔板負荷性能圖、熱量衡算。 為實現精餾過程，必須為該過程提供物流的貯存、輸送、 傳熱、分離、控制等的設備、儀表。 ．本設計所選塔的特性 篩孔塔板簡稱篩板，其結構簡單，歷史悠久，至今仍是應用最為廣泛的一種傳質分離設備。單溢流液體流過整個塔面塔板上返混少，塔板效率較高，結構也最簡單。 篩板雖然結構簡單 ，但氣液兩相流動的規(guī)律仍有一些未被認識清楚。對于常規(guī)帶有降液管的篩板，篩板上的氣液流動則是呈錯流型的，即液體水平流過篩板板面，氣體從下而上穿過塔板。 操作壓力的選取 本設計采用常壓操作，一般，除了敏性物料以外，凡通過常壓蒸餾不難實現分離要求，并能用江河水或循環(huán)水將餾出物冷凝下來的系統都應采用常壓蒸餾。一般經驗值為 R=()Rmin. 塔頂冷凝器的冷凝方式與冷卻介質的選擇 塔頂選用全凝器，因為后繼工段產品以液相出料，但所得產品的純度低于分凝器，因為分凝器的第一個分凝器相當于一塊理論板。 篩板塔是最早應用于工業(yè)生產的設備之一，近百年來通過大量的工業(yè)實踐逐步改進了設計方法和結構。 W= 利用表中數據由插值法可求的 tF， tD， tW。=L+qF=RD+qF=+100X1= V39。39。VVMV ? = ?? = L39。篩孔按正三角形排列， 取 t/do= 所以空中心距 t=*5=15 mm。06 )39。 81)0 39。39。39。. 帶入漏液點氣速式 由 cu ??0 ,m i n o L L V= 4 . 4 c ( 0 . 0 0 5 6 + 0 . 1 3 h h ) /， 23ow 2 .8 4 L sh = E1000 wL（ ）近似取 E≈ 1 hc= ,Ao= 代入數值整理得 : 精餾段漏液線 : = 39。所以操作彈性 K=Vs， max/ Vs,min= 上圖操作彈性為：精餾段 K= 提餾段 K= 吉林化工學院化 工原理課程設計 第四章 精餾塔 熱量衡算 QV QR 塔頂出料 D組成 xD QF QL 回流 L 進料 F 組成 xF QB QW 塔釜出料 W 組成 xW 精餾塔熱量衡算 熱量衡算示意圖 熱量衡算示意圖，（如上） 加熱劑 的選擇 常用加熱劑有飽和水蒸汽和煙氣。吉 林夏季最熱 月份平均氣溫為 25℃引入松花江的江水，經初步處理之后作為工業(yè)水，溫度為 5℃左右，選升溫 30℃，及冷卻水的出口溫度為 35℃ . 比熱容及汽化潛熱的計算 塔頂、塔底及進料口比熱容及汽化潛熱的計算 塔頂溫度 tD 下的比熱容及氣化潛熱 ，查表 12 利用數學插值法求出 tD=℃ 乙醇的比熱容 吉林化工學院化 工原理課程設計 ADCp . ) 7 () 7 3( ) 7 3() 7 3( ? ????? ??? ?? ADCp.() =() 乙醇的汽化潛熱 ??????? DrADrA .. 3 8 5 3 8 7080 kJ/kg =丙醇的汽化潛熱 ??????? DrBr A B D . 7080 = kJ/kmol 丙醇的熱容 BDCp . ) 7 () 7 3( ) 7 3() 7 3( ? ????? ??? ?? BDCp.() =174 kJ/() 塔頂的平均摩爾熱容 =XD +()=+()X174= kJ/() 塔頂的平均摩爾汽化潛熱 =+(1XD)=+()= kJ/kmol 形同的方法，可以求得進料口及塔釜的摩爾熱容，數據羅列如下； = kJ/() = kJ/() 熱量衡算 由熱量衡算式 QB+QF+QR=QV+QW+Q1 Q1=(%10%)QB QF=CpmFtF=(+)=吉林化工學院化 工原理課程設計 QR=RDCpmDtD=(+)=2513430kJ/h QW=CpmWtW=(+)=3594213kJ/h QB=QV+QW+Q1QFQR kJ/h Q1=5%QB 代入求得 ； QB=499064 kJ/h 以上數據經校核后，與實際相符合， 故此 精餾塔 設計 合理。 此次課程設計 為未來的畢業(yè)論文做演練。 在這里首先感謝計海峰 老師的耐心指導和幫助。 10 說明書質量 30% 說明書格式 符合課程設計說明書的基本要求，用語、格式、圖表、數據、量和單位及各種資料引用規(guī)范等。 10 答辯 20％ 對設計方 案的理解 答辯過程中，思路清晰、論點正確、對設計方案理解深入，主要問題回答正確 20 指導教師綜合評定成績： 實評總分 ；成績等級 指導教師（簽名）： 2020 年 月 日 吉林化工學院化 工原理課程設計