【正文】 總體高度設(shè)計(jì) 浮 閥精餾塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果討論 附錄 參考文獻(xiàn) 致謝 前言 化工生產(chǎn)中所處理的原料，中間產(chǎn)物，粗產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物，而且其中大部分都是均相物質(zhì)。 繪制了生產(chǎn)工藝流程圖和精餾塔設(shè)計(jì)條件圖。 對生產(chǎn)的主要設(shè)備 浮閥塔進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ,其中包括：①精餾塔的物料衡算；②塔板數(shù)的確定；③精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算；④精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算；⑤精餾塔塔板的主要工藝尺寸的計(jì)算：⑥精餾塔塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算：⑦精餾塔塔板的負(fù)荷性能圖；⑧ 塔頂冷凝器的冷凝熱和塔釜再沸器的汽化熱計(jì)算 。團(tuán)隊(duì)合作，討論完善，總結(jié)思考能力得到了鍛煉。苯是化工工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)的重要基本原料，分子式 C6H6，分子量 ，相對密度 (20℃ )?？捎脕碇苽淙玖?，樹脂，農(nóng)藥，合成藥物，合成橡膠，合成纖維和洗滌劑等等；甲苯不僅是有機(jī)化工合成的優(yōu)良溶劑，而且可以合成異氰酸酯，甲酚等化工產(chǎn)品，其分子式 CH3（ C6H5），分子量 ，相 對密度 (20℃ )。 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。分離苯與甲苯的生產(chǎn)工藝有：精餾法，膜分離法，萃取法。當(dāng)篩孔氣速高時，閥片被頂起、上升，孔速低時，閥片因自重而下降。 浮閥塔的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、造價低，塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大，其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦、高粘度的物料時，閥片易與塔板粘結(jié)；在操作過程中有時會發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。 精餾裝置包括精餾塔，原料預(yù)熱器，再沸器，冷凝器。另外，為保持塔的操作穩(wěn)定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免受泵操作波動的影響。 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯 — 甲苯混合物。冷凝器在泡點(diǎn)下一部分回流到塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送入儲罐。 甲苯物系 xy圖 由手冊查得，苯 甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出 xy 圖。 安托因方程： lgP0=AB/(t+C) 由物性手冊查得苯（ A） — 甲苯（ B）理想物系。 =（ MLFm +MLWm ） /2=（ +） /2= 平均密度計(jì)算 1） 氣相平均密度計(jì)算 精餾段： mTMP kgR VV mm m 3/)( ??? ???? 提餾段： mTMP kgRVV mm 339。； ?B = kg/m179。； ?B =179。 s ?LDmlg = lg()+ () lg() ?LDm = s 3)精餾段液相平均粘度為 smP aLFLDL mm ?????? m??? 4)提餾段液相平均粘度 由 tW=℃ ,查得 μ A= mPa39。39。o ?， muLLh oWso 03 04 360000 64 39。o ? ??? 12 閥控動能因數(shù) FO變化不大，仍在 912范圍內(nèi) 塔板開孔率： %0 3 Dd22???? ????????????? 提餾段 堰長 LW 取堰長 mDLW 0 5 ???? 出口堰高 hW ??? 36003600 39。 停留時間： sLHASTf 1 1 5 2 39。o ? ??? 12 閥控動能因數(shù) FO變化不大，仍在 912范圍內(nèi) 塔板開孔率： %0 3 Dd 22 ???? ????????????? 塔板壓降的計(jì)算 1）精餾段 氣相通過浮閥塔板的壓力降 P c lh h h h?? ? ? 干板阻力 Lvc gUh ?????? 20 mh c )( 2 ????? 計(jì)算塔板上含氣液層阻力 由于所分離的苯和甲苯混合液為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) ?? ，已知板上液層高度 ? 所以依式 Ll hh 0?? mhl ??? 計(jì)算液體表面張力所造成的阻力 由于采用浮閥塔板，克服鼓泡時液體表面張力的阻力很小，所以可忽略不計(jì)。 2）提餾段 液沫夾帶按下式計(jì)算： )/( smAA vu fT sa ????? 氣液氣液kgkgkgkghH ueLTaLV// 3???????? ?????????????? ??? ????故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量 Ve 在允許的范圍內(nèi) 泛點(diǎn)率的計(jì)算時間 可用式： %1 0 01 ????pFLsvLvsAKcZLVF ???和 % ???TFvLvsAKcVF ??? 塔板上液體流程長度 mWDZ dL ?????? 塔板上液流面積 27 0 4 5 2 mAAA fTp ?????? 苯和甲苯混合液可按正常物系處理，取物性系數(shù) K 值， K=,取泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù) ?Fc ,將以上數(shù)值分別代入上式，得泛點(diǎn)率 F1為 %%1007 0 4 1 1 1 ??????????F 為避免液沫夾帶過量，對于大塔，泛點(diǎn)需控制在 80%以下。1 ???? AaFLsvLvsKcZLVF ??? %80% 1 ?????????? SS LVF 上式整理得： 1 9 2 ??SLV S ，數(shù)據(jù)如下表；分別取值獲得一條直線與 SS LV ? ?smLS // 3 ? ?smVS // 3 %1 0 ???TFvLvsAcVF ??? %80% 1 ???? ??? SVF ?VS 179。/s)Vs/(m/s)液相下限線液相上限線漏液線（精餾）漏液線（提溜）液沫夾帶上限線1 ( 精餾）液沫夾帶上限線1（提溜）液沫夾帶上限線2（精餾） 圖 4 塔板負(fù)荷性能圖 冷凝器的選型 本設(shè)計(jì)冷凝器選用管殼式全凝器 原因：因本設(shè)計(jì)冷凝器與被冷凝氣體走管間，對于蒸餾塔的冷凝器，一般選管殼式全凝器或空冷器，螺旋板式換熱器，以便及時排出冷凝液。本 設(shè) 計(jì) 采 用 直 管 進(jìn) 料 管 。 6 塔總體高度的設(shè)計(jì) 塔的頂部空間高度為 1200mm（取除味器到第一塊板的距離為600mm）塔的底部空間高度是 指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離，取塔底空間為 塔總體高度 H=H底 +H有效 +H裙 +H封 +h頂 =++++= 7 附錄 9參考文獻(xiàn) 1. 管國鋒，趙汝溥 .化工原理 [M].第三版 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2021 2. 匡國柱 ， 史啟才 .化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì) （第二版） [M].北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社， 3. 賈紹義，柴誠敬 .化工原理課程設(shè)計(jì) [M].天津：天津大學(xué)出版社， 4. 夏清，賈紹義 .化工原理（上冊） [M].天津：天津大學(xué)出版社， 5. 夏清，賈紹義 .化工原理（下冊） [M].天津：天津大學(xué)出版社， 6. 時鈞等 .化學(xué)工程手冊 [M].第二版 .北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社， 1996 7. 劉光啟 ， 馬連湘 ， 劉杰 .化學(xué)化工物性數(shù)據(jù) 手冊 （有機(jī)卷） [M].北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 8. 劉光啟 ， 馬連湘 ， 劉杰 .化工物性算圖手冊 [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 9. 王松漢 .石油化工設(shè)計(jì)手冊 [M].北京 ： 化學(xué)工業(yè) 出版社 ， 2021 .化工設(shè)計(jì)概論 .北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社， 10致謝