【正文】 ?ip （ mmHg） 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ?ip 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 ρ （ kg/m3） 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 38 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ρ 苯 817 805 793 782 770 757 氯苯 1039 1028 1018 1008 997 985 純組分在任何溫度下的密度可由下式計算 苯 tA ??ρ 推薦： tA 1 8 8 1 2 ??ρ 氯苯 tB ??ρ 推薦： tB 0 6 5 1 2 4 ??ρ 式中的 t 為溫度，℃。首先，通過這一次的課程設計，我進一步鞏固和加深了所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關的具體原理所涉及的實際問題的能力。 39。s/~ 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 32 s/ 3?? ????? L W mL W mS MLL ? 選擇塔釜出料液流速 s/?u ，則 ?????? uLd S? 按照 HG 2055393 Ia，選擇鋼管 ?? 核算 s/ 22 ??????dLu S?，在 之間，可用。 漏液線（氣相負荷下限線）（ 4） VFu ?00? 取 F0=5，又 4/200 ?duVn? 故 smnV ds /2 0 3 4u4 32020m i n ????????）（ 據此做出與液體流量無關的水平漏液線（ 1） 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 30 液相負荷下限線（ 5） 取平堰、堰上液層高度 mhow 0 0 1 4 ? 作為液相負荷下限條件，取 ?E 則 3/2m i n, )3600( w Sow lLEh ? 32m i n,3 6 0 1 0 0 0 0 1 4 ??????????? SL 整理上式得 smLs / 35m in, ??? 依此值在 VS— LS圖中作線即為液相負荷下限線（ 5） 圖 82 SS LV? 圖 將以上 5 條線標繪于 SS LV? 圖中，即為提餾段負荷性能圖。 smLs /, 3 smVs /, 3 依此值在 VS— LS圖中作線即為液泛線（ 5） 圖 81 VS— LS圖 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 27 將以上 5 條線標繪于 SS LV? 圖中，即為精餾段負荷性能圖。 提餾段 ： ??????? dLpd hhhH 22 2 3 )0 5 5 ()( dWT HhH ?????? 可見，提餾段符合防止液泛的要求。s ?? iim x ?? lglg 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 12 塔頂 o?Dt 時， ??A? sm P ??B? 3 0 9 2 ??L D m? sm P ??LDm? 進料板 C891 o.?Ft 時， sm P a2720 ?? .A? smPa3090 ?? .B? . 3 0 90lg3 7 90. 2 7 00lg6 2 10lg .. ??L D m? sm P a2 8 40 ?? .L D m? 塔底 C137o?Wt 時， smP ??A? smP ??B? . 1 9 8 ??L D m? sm P a1 9 ??LD m? 精餾段液相平均粘度為 mmN29202284029901 /./)..( ???m? 提留段液相平均粘度為 mmN24102197028402 /./)..( ???m? 全塔液相平均粘度為 sm P a2 4 )1 9 9 ( ????L? 又塔頂和塔底平均溫度為（ +137） /2=℃ 則此溫度下的相對揮發(fā)度為 3345 4 . 22 3 4 . 7oo .???BApp? 根據奧康奈爾關聯法， 4802480334490490 2 4 502 4 50 .)..(.)(. .. ????? ??LTE ?? 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 13 故假設成立，總板效率 ET= 主要工藝結構尺寸的計算 精餾塔的氣、 液相體積流率為 s/m00 536 00 00s/m36 00 0031113111?? ????????LmLmSVmVmSLMLVMV?? 由VVLCu ? ?? ??m a x 式中 C 由公式 20 20 ??????? LCC ?計算，其中 20C 可由史密斯關聯圖查出，圖的橫坐標為 02308621785536003630360000050 2121.. ... ?????????????????????VLhhVL?? 取板間距 ?TH ，板上液層高度 ?Lh ，則 ???? LT hH 圖 51 史密斯關聯圖 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 14 由史 密斯關系圖得 069020 .?C sm201862 86217855070007002043521069020202020/.. ......m a x..????????????????????????uCC L? 取安全系數為 ，則空塔氣速為 sm72060 /.. m ax ?u 111 ????? uVD S?在 ,符合 統一按照《塔板結構參數系列化標準（單溢流型）》將塔徑圓整后取 D=800mm。此次我們采用泡點進料。為此，我們擬采用塔釜殘液對原料液進行加熱。這樣操作費用和設備費用均可降低 。通過課程設計，要求學生了解工程設計的基本內容，掌握化 工設計的程序和方法，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力。本設計的題目是苯 氯苯連續(xù)精餾篩板塔的設計，即需設計一個精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的氯苯，采用間歇操作方式，需設計一板式塔將其分離。 熱能利用 精餾過程 的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。 精餾塔的物料衡算 原料液及塔頂、塔釜產品含苯的摩爾分率 苯的摩爾質量 k m o l/?AM 氯苯的摩爾質量 k m o l/ 1 2?BM 6 2 / 7 8 . 1 1 0 . 7 0 26 2 / 7 8 . 1 1 3 8 / 1 1 2 . 6 1Fx ??? 9 8 1 2/???Dx 0 0 2 8 ???Wx 原料液及塔頂、塔釜產品的平均摩爾質量 MF ＝ ＋ (1－ ) ＝ ? ? k g/ k m o 1 29 8 8 ??????DM? ? k g / k m o 1 1 20 0 2 8 0 2 8 ??????WM 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 4 物料衡算 依題給條件：一年以 300 天，一天以 24 小時計，全塔物料衡算： 原料處理量 hk m o l111151 1 2243 0 0 1 0 0 00 0 09 /.. ??? ??W 總物料衡算 1 1 . 1 1?? DF 苯物料衡算 11110 0 2 8 809 6 807 0 20 .... ??? DF 聯立解得 D= F= 塔板數的確定 理論板數 NT的求取 （ 1） 根據苯 氯苯的相平衡數據，利用泡點方程和露點方程求取 yx~ 依據 ? ? ? ???? BABt ppppx ??? /， tAxpy /?? ，將所得計算結果列表如下： 表 31 相關數據計算 C/oT 80 90 100 110 120 130 kPa/oAp kPa/oBp oooBABpp ppx ??? xppy Ao? 繪出 x— y 圖，見圖 31。 實際板層數的求解 全塔效率 根據奧康奈爾關聯法， 4802480334490490 2 4 502 4 50 .)..(.)(. .. ????? ??LTE ?? 故假設成立，總板效率 ET= 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 7 實際塔板數 精餾段： 25648032 .. ???pN 塊，取 1 6pN ? 塊 提餾段： 411048052 .. ???pN 塊，取 102?pN 塊 總塔板數 ： 161 2 ??? pNp NpN塊。 塔板流體力學驗算 塔板壓降 ?hhhh lcp ??? 干板阻力 精餾段 s/m9 ??? Vcu ? 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 21 液柱則 ,111001?????Lccuhuu? 提餾段 s/m3 ??? Vcu ? 液柱則,20222020?????Lccuhuu? 板上充氣液層阻力 取充氣系數 ?? ，則 液柱m0 3 ???? Ll hh ? 液體表面張力所造成的阻力：此阻力很小，忽略不計。 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 24 塔板負荷性能圖計算 精餾段塔板負荷性能圖 漏液線 VFu ?00? 取 F0=5，又 4/200 ?duVn? 故 smnV ds /4u4 32020m i n ????????）（ 據此做出與液體流量無關的水平漏液線（ 1) 液沫夾帶線 ??????????? ?fTav hH ue ? 其中， SSfT Sa VVAA Vu ????? （ a） ? ???????????????????????? ? 323 3 6 0 WSwowwf lLEhhhh 近似取 E≈ , mlmh Ww 5 2 ,0 6 3 5 ?? 3/2323 5 5 2 3 6 0 6 3 5 SSf LLh ??????????????????????????????? ? （ b） 取液沫夾帶極限值 ve 為 氣液 kgkg / 。 讀圖，精餾段的操作彈性 in,m a x, ??? SSVV 提餾段塔板負荷性能圖 液沫夾帶線（ 1） ??????????? ?fTavhHue? 式中 SSfT Sa VVAA Vu 7 0 3 9 ????? （ a） ? ???????????????????????? ? 323 3 6 0 WSwowwf lLEhhhh 近似取 E≈, mlmh Ww , ?? 故 3/2323 5 2 3 6 0 5 5 SSf LLh ??????????????????????????????? ? （ b） 取液沫夾帶極限值 ve 為 氣液 kgkg / 。 讀圖，提餾段的操作彈性 102 in,m a x, ??? SSVV 精餾塔接管尺寸計算 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 31 s/ )( 3?? ????? DDS pV R TV 選擇蒸氣速度 s/m18?u ，則 ????? uVd S? 按照 HG