【正文】 以 50?F 作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn) .則 )/( )q( 3202m i n, smFNdVvv???? ??? 24 同理可得： 精餾塔塔頂?shù)诙K上水平漏液線為 : smq vD /)( 2mi n2 ? ， 精餾塔進(jìn)料口上第三板水平漏液線為 : smq vm /)( 2mi n3 ? 精餾塔進(jìn)料口下第二板水平漏液線為 : smq vm /)( 2max2 ? 取堰上液層高度 mhwo ? 作為液相負(fù)荷的下限條件 , 依32m i n, )q(3 6 0 01 0 0 ??????? w Lvwo lEh 的計(jì)算式 ,計(jì)算出 Lvq, 的下限值 ,依此做出液相負(fù)荷下限線 ,該線與氣相流量無(wú)關(guān)的豎直直線。據(jù)此可作出霧沫夾帶線（ 1）。 mmt ? 以等腰三角形叉排方式作圖，得閥數(shù) 64?N 個(gè)。0 3600 ?wLvlqh ? 取 sm/39。39。依任務(wù)書(shū)，可算出 : )92/()78/( ???Fx 。 六：能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等 . （ 2）工藝流程如下： 苯與甲苯混合液（原料儲(chǔ)罐）→原料預(yù)熱器→浮閥精餾塔（塔頂：→全凝器→分配器→部分回流，部分進(jìn)入冷卻器→產(chǎn)品儲(chǔ)罐） (塔釜：再沸器→冷卻器→產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)罐） （ 3）流程的說(shuō)明 本方案主要是 采用浮閥塔，苯和甲苯的原料混合物進(jìn)入原料罐，在里面停留一定的時(shí)間之后，通過(guò)泵進(jìn)入原料預(yù)熱器，在原料預(yù)熱器中加熱到 度，然后，原料從進(jìn)料口進(jìn)入到精餾塔中。其閥孔直徑為 39mm，重閥質(zhì)量為 33g，輕閥為 25g。 塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。 裝置加熱介質(zhì)為過(guò)熱水蒸汽 (溫度及壓力由常識(shí)自行指定 ), 裝置冷卻介質(zhì)為 25℃的清水或 45℃的循環(huán)清水。 三、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄 (主要內(nèi)容 ) 要求 ； ，任務(wù)書(shū)頁(yè) 1） 裝置 流程概述， 2） 裝置物料平衡， 3） 精餾塔操作條件確定， 4） (適宜回流比 /最小回流比 )為 時(shí)理論塔板數(shù)及進(jìn)料位置， 5） 精餾塔實(shí)際主要工藝尺寸， 6） 精餾塔塔頂?shù)诙濉⑦M(jìn)料口上等三板和進(jìn)料口下等二板塔板結(jié)構(gòu)參數(shù) 7） 精餾塔結(jié)構(gòu)參數(shù)匯總表和精餾塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 (A3 圖 ) ， 8） 裝置熱衡算 9） 裝置經(jīng)濟(jì)效益和工藝設(shè)計(jì)評(píng)價(jià) 四、 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1) 5000 元 /(平方米塔壁 )； 2) 3000 元 /(平方米 F1 型浮閥 (重閥 ) 塔板 )), 3) 4000 元 /(平方米傳熱面積 ), 4) 料液輸送 3 元 /噸，冷卻水 16 元 /噸，熱載體 (柴油 )160 元 /噸 , 5) 設(shè)備使用年限 15 年。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。一般多采用重閥，因其操作穩(wěn)定性好?；旌衔镏屑扔袣庀嗷旌衔铮钟幸合嗷旌衔?， 7 這時(shí)候原料混合物就分開(kāi)了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。 同理，)92/()78/( ???Dx 。39。 ?? ，則 )(0 2 6 6 0 0 0 0 1 6 0 03 6 0 0 0/,39。 按 140?N 重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)： 18 )/(44 220,0 smNdq vv ????? ??? ???? vF ?? 閥孔動(dòng)能因數(shù)變化不大，仍在 912范圍內(nèi)。 22 )//( 3, smq Lv )//( 3, smq vv 同理可得： 精餾塔塔頂?shù)诙K霧沫夾帶線為 : Lvvv qq , ?? ， 精餾塔進(jìn)料口上第三板霧沫夾帶線為 : Lvvv qq , ?? 精餾塔進(jìn)料口下第二板霧沫夾帶線為 : Lvvv qq , ?? 由 dLcdLPWT hhhhhhhhhH ????????? 01)(? 確定液泛線 忽略 ?h ,將各項(xiàng)對(duì)應(yīng)的公式及 owwL hhh ?? 代入上式，得到 : ?????????????????????? 32,020,2 36001000)1()()(0WLvwwLvLVWT lqEhhlqguhH ????因物系一定 ,塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定。 0 0 )(3 6 0 01 0 0 32m i n ???????wSl LE 取 E=1,則 ）（ sml wLv /0 0 0 ) (3600) ()q( 32323m i n, ???????? 同理可得： 精餾塔塔頂?shù)诙K液相負(fù)荷下限線為 : smq vD /00 05 )( 2m i n2 ? ， 精餾塔進(jìn)料口上第三板液相負(fù)荷下限線為 : smq vm /00 05 )( 2m i n3 ? 精餾塔進(jìn)料口下第二板液相負(fù)荷下限線為 : smq vm /)( 2m a x2 ? 九、 塔板負(fù)荷性能圖 根據(jù)上述所有條件與結(jié)果做出塔板負(fù)荷性能圖 .（如后附圖） 根據(jù)圖上我們可知 . ① 任務(wù)規(guī)定的氣 ,液相負(fù)荷下的操作點(diǎn) A(設(shè)計(jì)點(diǎn) )處在操作區(qū)內(nèi)的適宜位置 ② 塔板的氣相負(fù)荷由霧夾帶控制 ,操作下限由漏液控制 . ③ 按照固定的液氣比 ,由本設(shè)計(jì)附圖查出塔板的氣相負(fù)荷上限以及下限計(jì)算出操作彈性為 : ??操作彈性 十、 塔附件及總高度的計(jì)算 DH 為了安裝人孔和破沫網(wǎng)，取塔頂 mHD ? 25 FH 為了安裝人孔和液相進(jìn)料，取 DH 稍大一點(diǎn)，所以 ?FH wH 假定塔底空間儲(chǔ)存液量停留 3分鐘，那么塔底液高： . ????? TSWALth 取塔底液面距最下面一層板留 米，故塔底空間 mHw ? 1H mDH ???? 2H 取一個(gè)平臺(tái)高度 mH ? 取每年腐蝕 ，因限制用年數(shù)為 15 年，年壽終了的最低 mm4?? 那么壁厚 i n ????? 故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚 10mm 厚總 HHHHHHZH WFD ??????? 21 mH ????????? 十一、 熱平衡確定熱換器 Qc(以 1 秒鐘計(jì)算 ) 因?yàn)樗斀M成苯的含量很 高，現(xiàn)用苯的參數(shù)來(lái)求對(duì)應(yīng)其溫度的焓為，由?DT ℃ ,查手冊(cè)得其溫度的 ( =0 . 4 7 / 1 . 9 7 4 /pC k c a l k g k J k g?苯 ） kgkJI LD /)( ???? kgkJkgk c a lI Lw / 99/ ?? ， kgkJkgk c a lI vD / 5 6/ 3 2 ?? 所以 26 skJIIDRQ LDVDC /)(3600 )()()1(1 ?????????skJIIDRQ LDLwC /)(3600 )()()1(2 ????????? 故總的負(fù)荷 skJQ CCC / ????? A 依以上可知 T 塔頂 （ ℃） → TD(30℃ ) t2 (45℃ ) ← t1(25℃ ) t? ℃ 5℃ 故 mt? = )5/ ()/ln (1212 ????? ??? tt tt ℃ 因?qū)?于液 — 汽傳熱，故可取 K=1000w/m2.℃ 所以其傳熱面積 23 0 0 0 1 9 mtKQA mC ?? ???? 依 C pQ mc t??水 查手冊(cè) t=℃時(shí)水的比熱 pC 0 . 9 9 7 c a l / g 4 1 7 1 . 5 /k k J k g?? 20??t ℃ ,故把數(shù)據(jù)代人求得 skgm /? 故一年的用水量 年萬(wàn)噸總 / 6 0 0 ????? mm QB (以 1 秒鐘來(lái)算 ) 全塔的熱量衡算式 LVB F C D DQ F I Q D I W I? ? ? ? ? ? 且 IIq II???? 由進(jìn)料溫度為 ℃，由手冊(cè)查得其對(duì)應(yīng)溫度苯的汽化熱為 kgkJ/ ,甲苯汽化熱為 kgkJ/ 所以 kgkJII LV / ?????? 查苯和甲苯的焓圖得其進(jìn)料溫度下的焓值為 5 5 4 . 4 / , 5 3 7 . 6 /ABI k J k g I k J k g?? 所以 0 . 4 4 5 5 4 . 4 0 . 5 6 5 3 7 . 6 5 4 4 . 9 9 /VI k J k g? ? ? ? ? 將數(shù)據(jù)代上 IIq II????得 kgkJIF /? 27 從前面可知 F、 W、 D 和 CQ 的值，并分別把它們的值代人全塔熱量衡算式得： skJQB /? A T 柴 油 :290℃ → 160℃ TW:℃ ← ℃ t? :℃ ℃ 故 1 6 4 . 1 3 4 . 1 8 2 . 7 4l n (1 6 4 . 1 / 3 4 . 1 )mtC?? ? ? ? 因?qū)儆谝?— 汽傳熱，故可取 K=1000w/m2.℃， 所以 20 00 0 85 mtKQA mB ????? 查手冊(cè)得比密度為 ，溫度為 160℃的柴油焓值： 9 0 .5 / 3 8 0 .1 /H k c a l k g k J k g??， 溫度為 290℃的焓值： 1 7 6 . 0 / 7 3 9 . 2 1 /H k c a l k g k J k g?? 所以 skgHQm B / 9 5 ????? 故一年柴油的用量 年萬(wàn)噸總 / ?????m 先用塔底產(chǎn)品預(yù)熱，再用柴油預(yù)熱。 以 s5?? 作為液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間的下限 ,則 smLA sTfLv /0 0 5 5 9 )q( m a x, ???? 同理可得： 精餾塔塔頂?shù)诙K上限液體流量為 : smq vD /)( 2m a x2 ? ， 精餾塔進(jìn)料口上第三板上限液體流量為 : smq vm /)( 2m a x3 ? 精餾塔進(jìn)料口下第二板上限液體流量為 : smq vm /)( 2m a x2 ? 對(duì)于 F1 型重閥 ,依 500 ?? VuF ? 計(jì)算 ,則 Vu ?50 ?.又知 02, 4q Nudvv ?? 則得 VvvNd ?? 54q 2, ? 式中 0d 、 N 、 v? 均為已知數(shù)故可由此 式氣相負(fù)荷 vv,q 的下限值，據(jù)此作出與液相流量無(wú)關(guān)的水平漏液線。 八、 塔板負(fù)荷性能圖 ,依下式做出 bFLLvVLVAKCZqF,vv,1 ??? ???泛點(diǎn)率 按泛點(diǎn)率為 80%計(jì)算如下 : ,???????Lvvv qq 整理得 Lvvv qq , ?? 霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè) Lvq, 值，依上式算出相應(yīng)的 vvq, 的值列于下表中。 mmt ? 按 )(75mmt ? ， )(6539。,39。 ?? ④操作線方程 精餾段操作線方程 , ?????? xxxqqxqqy DVn DnVn Ln 提餾段操作線方程 39。 三、精餾塔設(shè)計(jì) （ 1）苯與甲苯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表 31 相平衡數(shù)據(jù) 溫度 /℃ 85 90 95 100 105 POA /Kpa POB /Kpa 40 46 54 86 ? x 0 y 0 表 32 苯與甲苯的物理性質(zhì) 項(xiàng)目 分子式 相對(duì)分子量 沸點(diǎn) /℃ 臨界溫度 /℃ 臨界壓力 /Pa 苯 C6H6 甲苯 C6H5CH3 表 33 Antoine 常數(shù)值 組分 A B C 苯 甲苯 表 34 苯與甲苯的液相密度 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 )//( 3, mkgL 苯? 810 )//( 3, mkgL 甲苯? 815 表 35 液體的表面張力 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 8 ）（苯 mmN //? ）（甲苯 mmN //? 表 36 液體的黏度 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ）苯（ smpL a.,? ）甲苯（ smpL a.,? 表 液體的汽化熱 ? 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ? 苯 /(KJ/Kg)