【正文】 再沸器采用臥式浮頭式換熱器。 本設(shè)計(jì)書對(duì)苯和甲苯的分離設(shè)備─浮閥精餾塔做了較詳細(xì)的敘述，主要包括： 工藝計(jì)算，輔助設(shè)備計(jì)算 ,塔設(shè)備等的附圖。 浮閥塔廣泛用于精餾、吸收和解吸等過(guò)程?！妫? 1000 1 2 . 7 81 4 0 0 7 2 . 9 3 6 0 0mQSmKt ?? ? ?? ? ? 查 135℃水蒸汽的汽化潛熱為 34 加熱蒸汽的質(zhì)量流量 4694720. 4 2 1 7 7 .7 /2 1 5 5 .8QW k g h?? ? ? 第二節(jié) 塔頂冷凝器 塔頂溫度 ??，冷凝水 1 20tC?? 2 45tC?? 11228 0 .5 2 2 0 6 0 .5 28 0 .5 2 4 5 3 5 .5 2DDt t t Ct t t C? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 212125 tttCtt? ? ?? ? ? ? ??? ??時(shí)，查圖得 =385kJ/kg?苯 ， =379kJ/kg?甲 苯 = 0 .9 9 + 0 .0 1 = 3 7 9 .0 6 k J/k g? ? ???甲 苯 甲 苯 又氣體流量 Vh=塔頂被冷凝量 1 .5 8 2 2 .8 2 4 .4 6 1 /hvq V k g s?? ? ? ? ? 冷凝的熱量 61 37 6 16 90 .99 /Q q K J s?? ? ? ?苯 取傳熱系數(shù) K=600W/m2k， 則傳熱面積 3 21 6 9 0 . 9 9 1 0/ 6 0 . 0 86 0 0 4 6 . 9 1mS Q K t m?? ? ? ?? 冷凝水流量 3121 6 9 0 . 9 9 1 0 1 6 . 1 7 /( ) 4 1 8 3 2 5PQW k g sC t t ?? ? ??? 第三節(jié) 再沸器 塔底溫度 tw=℃ 用 t0=135℃的蒸汽，釜液出口溫度 t1=℃ 135 109 .8 1 = 9mt??則 ℃ 35 由 tw=℃ 查液體比汽化熱共線圖得 kgKJ /363?甲苯? 又氣體流量 Vh=? ? 則 2 .3 3 1 2 .8 2 6 .5 7 /m h vq V k g s?? ? ? ? ? 6. 57 36 3 23 86 .1 5 /mQ q KJ s?? ? ? ?甲 苯 取傳熱系數(shù) K=600W/m2k， 則傳熱面積 22 3 8 6 .1 5 1 0 0 0/ 1 0 0 .1 86 0 0 2 5 .1 9mS Q K t m?? ? ? ?? 加熱蒸汽的質(zhì)量流量 3012 3 8 6 . 1 5 1 0 4 3 . 5 0 /( ) 2 1 7 7 . 6 2 5 . 1 9pQW k g sC t t ?? ? ??? 第四節(jié) 泵的計(jì)算及選型 進(jìn)料溫度 tq=℃ 3 3 37 9 3 .0 k g /m 7 9 0 .5 k g /m 7 9 1 .5 k g /mA B F? ? ?? ? ? 0 .25 8 m pa s 0 .26 9 m pa s 63 m pa s A B L Fu u u? ? ? ? ? ? 進(jìn)料的質(zhì)量流量為： F=? 3/ 4. 54 6 / 79 1. 5 0. 00 57 /vFq F m s?? ? ? 取管內(nèi)流速 2/u m s? 則 4 4 0 .0 0 5 7 6 0 .53 .1 4 2Vqd m mu? ?? ? ?? 故可采用 GB309193 Φ 68 的油泵 則內(nèi)徑 d= 2=61mm 代入得 2 24 0 .0 0 5 74 / 1 .9 5 /3 .1 4 0 .0 6 1vu q d m s? ?? ? ? ?? 36 ?????? ??duR e 取絕對(duì)粗糙度為 ?? 則相對(duì)粗糙度為 ?d? 摩擦系數(shù) λ 由 1 / 2 1 . 1 11 .8 l g ( / / 3 .7 ) 6 .9 / edR??? ??? ? ? ??? 得λ = 進(jìn)料口位置高度 h=14 +3++=13m 22 1 3 1 . 9 9( ) ( 0 . 0 3 4 ) 3 . 5 70 . 0 5 0 9 . 8 1huH f mdg?? ? ? ? ? ?? 揚(yáng)程 3 .5 7 1 3 1 6 .5 7H H f h m? ? ? ? ?? 查 Y 型離心油泵性能表，可選擇泵為 65Y60B 37 參考文獻(xiàn) [1] 譚天恩 ,麥本熙 ,丁惠華 .化工原理 (上、下冊(cè) ) .第二版 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,1998 [2] 陳敏恒等 .化工原理 .第二版化 .學(xué)工業(yè)出版社 .1999 [3] 李功樣 ,陳蘭英 ,崔英德主編 .常用化工單元設(shè)備設(shè)計(jì) .廣州 :華南理工大學(xué)出版社 ,2021 [4] 賈紹義 ,柴誠(chéng)敬主編 .化工原理課程設(shè)計(jì) .天津 :天津大學(xué)出版社 ,2021 [5] 涂偉萍 ,陳佩珍 ,程達(dá)芬主編 .化工工程及設(shè)備設(shè)計(jì) .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 [6] 《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》編輯委員會(huì) .化學(xué)工程手冊(cè)，第 1 篇化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；第 8篇傳熱設(shè)備及工業(yè)生產(chǎn) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1986 [7] 《化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)》 .廣州：華南工學(xué)院出版社， 1986 [8] 阮奇，葉長(zhǎng)，黃詩(shī)煌 .化工 原理優(yōu)化設(shè)計(jì)與解題指南 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2021 [9] 錢頌文主編 .換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 [10] 姚玉英 .化工原理例題與習(xí)題 .第三版 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,1998 38 課程設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 摘要： 作為化工系學(xué)生，我們應(yīng)該較為系統(tǒng)掌握化工設(shè)計(jì)的基本程序和方法，是我們?cè)诓殚嗁Y料，迅速進(jìn)行工程計(jì)算，用簡(jiǎn)潔的文字，清晰的圖表表達(dá)自己設(shè)計(jì)結(jié)果等方面能力的提高，這就是本次設(shè)計(jì)的目的。 4. 封頭高度 封頭高度包括曲面高度和直邊高度， H=350+40=390mm。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。 實(shí)際孔速為：0 2 = 6 .9 0 m / s4VudN?? 動(dòng)能因子 為： 0 1 1VFu?? =12,符合要求 開(kāi)孔率 0 .9 3 2= 1 3 .5 1 %6 .9 0ouu? ?? ②提餾段： 孔速： 02 2 10 5 . 9 5 /2 . 8 2VFu m s?? ? ? 閥數(shù)：? ? 22 0 328 .1 328 9 VNdu??? ? ? ??? 個(gè) 取同排孔心距 t=，則 a 1 .6 8t = = = 0 .0 6 8 mt 3 2 8 0 .0 7 5AN? ? 考慮到塔的直徑較大，必須用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡面積，因此排間距應(yīng)該小于 ，取 t`=60mm。 s 平均表面張力 mN/m 液相平均摩爾流量 kmol/h 15 氣相平均摩爾流量 kmol/h 液相平均體積流量 m3/s 氣相平均體 積流量 m3/s 相對(duì)揮發(fā)度 第三節(jié) 實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算 由芬斯克方程可知 m in1lg1 1lgWDDWmxxxxN??????? ?????????? ?????? = m in 744 1 118lg1 744 118 1l g 2N? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ?????= m in 2 .0 9 6 1 .3 11 2 .0 9 6 1RRR? ????= 由吉利蘭圖可查的 min2NNN? ?? (天大化 工原理下冊(cè)P37) 解得 N= 圓整 N=15（不包括再沸器） 精餾段最小理論塔板數(shù)： m in11lg1 1lgDFDFxxxxN???? ? ? ????? ? ? ??? ? ? ?????= m in 744 1 607lg1 744 607 1l g 6N? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ?????= 前面已計(jì)算得 min2NNN? ?? ? N= 所以進(jìn)料板為自塔頂向下第 7塊板 精餾段理論板數(shù)為 7塊，提餾段理論板數(shù)為 8 塊（不包括再沸器） 16 精餾段和提餾段粘度的 平均值為： L? =（ +） /2= s ?甲 苯 = mPa 本設(shè)計(jì)采用板式浮閥塔 2. 加料方式 本精餾塔加料選擇泵直接加料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，而且可以引入自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)流量及流速。對(duì)于該二元均相混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾過(guò)程。 本設(shè)計(jì)的目的是分離苯～甲苯二元均相混合物，選用板式浮閥塔。直接蒸汽加熱在一定的回流比條件下，塔底蒸汽對(duì)回流液有一定的稀釋作用，從而使理論板數(shù)增加，設(shè)備費(fèi)用上升，所以本設(shè)計(jì)采用間接蒸汽加熱（ 135℃）。 s 表 4 不同溫度苯 甲苯的表面張力 液相平均表面張力依下式計(jì)算，即： ??? ni iiLm x1 ?? ①精餾段 ： 1t =℃ 由內(nèi)差法計(jì)算得 ?苯 =?甲 苯 = mN/m 12 精餾段平均表面張力為： ? ?20 .8 5 0. 69 44 20 .9 4 1 0. 69 44Lm? ? ? ? ? ?= mN/m ②提餾段： 2t =℃ 由內(nèi)差法計(jì)算得 ?苯 = mN/m ?甲 苯 = mN/m 提餾段平均表面張力為： ? ?18 .6 5 0. 22 96 19 .6 8 1 0. 22 96Lm? ? ? ? ? ?= 查相關(guān)化工手冊(cè)可得苯的安托因常數(shù)為： A= B= C= 甲苯的安托因常數(shù)為： A= B= C= ①精餾段 1t =℃（ A代表苯， B 代表甲苯，下同） 1 2 1 1 . 0 3 3l g 6