【正文】 綜上兩種方法， 精餾段 取板間距為 500mm, 塔徑為 1000mm 時，最佳 u m a x 0 .0 5 5 g H T1 2 L 12V 12??? ??? ? L? V?? L ? V?? V??? ??? 1 .6 1 1 5 7 ms??? K ?? Ks ?? u 0 .9 K Ks u m a x 9 8 7 ms??? D 4 2 .6 1 6 7 10 3?? ?? 9 8 7 3 6 0 0 m 0 .9 0 5 0 4 m??? HT 500mm?? u m a x 0 .0 5 5 g H T1 2 L 12V 12??? ??? ? L? V?? L ? V?? V??? ??? 1 .6 9 8 7 4 ms??? K ?? Ks ?? u 0 .9 K Ks u m a x 0 9 9 ms??? D 4 2 .6 1 6 7 10 3?? ?? 0 0 9 9 3 6 0 0 m 0 .8 8 18 4 m??? 化工原理課程設計 27 Simth法 第一組板間距 600mm 表 54 各組分密度表 Tw=℃ 苯 甲苯 乙苯 鄰二甲苯 kg/cum kg/cum kg/cum kg/cum vapor liquid 提餾段，以最低的一塊板為例 液相密度 氣相密度 液相流率 ? LW 1x AW7 3 2 . 8 9 0 4 kgm 3??????x BW7 3 8 . 5 8 6 4 kgm 3??????? x CW7 4 7 . 3 7 9 8 kgm 3??????? x DW7 6 5 . 6 6 8 7 kgm 3???????????????7 5 0 . 1 3 1 4 4 kgm 3??? ? VW 3 . 0 7 6 4 5 9 kgm 3 x AW 3 . 6 6 9 8 9 8 kgm 3 x BW? 4 . 2 7 2 5 9 8 kgm 3 x CW? 4 . 2 7 8 5 2 7 kgm 3 x DW? 4 . 2 6 7 1 kgm 3??? L 4 F m L 1? 1 8 9 3 10 5? m o lhr??? M w M A x AW M B x BW? M C x CW? M D x DW? 0 . 1 0 6 0 2 kgm o l??? L 41 L 1 Mw 7 .4 4 8 1 6 10 3? kghr??? L 42 L 41?LW 914 m3hr??? V4 V1 9 .9 6 2 4 9 10 4? m o lhr??? V 41 V 4 Mw 5 6 1 8 10 4? kghr??? V 42 V 41? VW 2 .4 7 5 1 8 10 3? m3hr??? L 42V42??? ????LW?VW??? ???0 .5 31 9? 化工原理課程設計 28 設塔板間距為 HT := 600mm = 板上液層高度為 hL := 70mm = 則 HT hL = 由 Smith氣相 負荷因數(shù)關系圖可得 C20 := 表 55 塔底溫度下各組分的表面張力 苯 甲苯 乙苯 鄰二甲苯 N/m N/m N/m N/m 取第二組板間距 500mm HT := 500mm = 板上液層高度為 hL := 70mm = 則 HT hL = 由 Smith 氣相負荷因數(shù)關系圖可得 C20 := ? 0 . 0 1 2 9 2 8 Nm x AW 0 . 0 1 4 1 5 8 Nm x BW? 0 . 0 1 5 3 9 6 Nm x CW? 0 . 0 1 6 5 8 3 1 Nm x DW? 0 . 0 1 5 5 7 Nm??? C C 20?Nm0 .0 2????????0 .2ms 0 .11 12 9 ms??? u m a x C ? L ? V?? ?? V 9 5 6 4 ms??? u um a x 69 5 ms??? D 4 2 .4 3 6 8 4 10 3?? ?3 .14 8 1 3 3 6 0 0 m 0 .8 5 19 1 m??? ? 0 . 0 1 2 9 2 8 Nm x AW 0 . 0 1 4 1 5 8 Nm x BW? 0 . 0 1 5 3 9 6 Nm x CW? 0 . 0 1 6 5 8 3 1 Nm x DW? 0 . 0 1 5 5 7 Nm??? 化工原理課程設計 29 取第三組板間距 450mm HT := 450mm = 板上液層高度為 hL := 70mm = 由 Smith氣相負荷因數(shù)關系圖可得 C20 := C C 20?Nm0 .0 2????????0 .2ms 0 .0 8 9 4 1 ms??? u m a x C ? L ? V?? ?? V 6 2 3 1 ms??? u um a x 36 2 ms??? D 4 2 .4 3 6 8 4 10 3?? ?? 0 .9 5 4 5 7 3 6 0 0 m 0 .9 5 0 2 m??? 則 HT hL? m? ? 0 . 0 1 2 9 2 8 Nm x AW 0 . 0 1 4 1 5 8 Nm x BW? 0 . 0 1 5 3 9 6 Nm x CW? 0 . 0 1 6 5 8 3 1 Nm x DW? 0 . 0 1 5 5 7 Nm??? C C 20?Nm0 .0 2????????0 .2ms 0 .0 7 8 ms??? u m a x C ? L ? V?? ?? V 8 4 ms??? u um a x 18 8 ms??? D 4 2 .4 3 6 8 4 10 3?? ?? 0 .8 3 2 7 1 3 6 0 0 m 1 7 3 5 m??? 化工原理課程設計 30 表 56 smith法算提餾段塔徑結果表 Smith 法 HT D D 圓整 HTDD mm mm mm mm 1 450 1200 648000000 2 500 1000 500000000 3 600 1000 600000000 三者對比后， HT=500mm 時最佳。 第二章 流程簡圖 圖 2— 1 精餾塔流程簡圖 化工原理課程設計 8 第三章 精餾塔工藝計算 全塔物料衡算 表 31 進料數(shù)據(jù)表 組分 分子式 分子量 質量分率 進料量 苯 C6H6 78． 11 160 噸 /天 甲苯 C7H8 92． 14 乙苯 C8H10 106． 167 鄰二甲苯 C8H10 106,?；ぴ碚n程設計 1 化工原理課程設計說明書 題 目： 160 噸 /天芳烴 分離精餾塔設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級：化學工程與工藝 指導教師： 2021年 8 月 19 日 ~2021 年 9 月 6 日 化工原理課程設計 2 化工原理課程設計任務書 專業(yè) 化學工程與工藝 班級： 學生： 一 、題 目 設計一連續(xù)操作精餾裝置，用以分離 芳烴 混合物。 16 由設計任務知，甲苯為輕關鍵組分，乙苯為重關鍵組分 清晰分割下作物料衡算： 將進料質量分率改為摩爾分率 MA gmmol?? MB gmmol?? MC gmmol?? MD gmmol?? x AF0 .0 8MA0 .0 8M A0 .3 5M B?0 .4 8M C?0 .0 9M D?0 .1 0 0 4 9??? x BF0 .3 5M B0 . 0 8M A0 . 3 5M B?0 . 4 8M C?0 . 0 9M D?0 . 3 7 2 7 1??? x CF0 .4 8M C0 . 0 8M A0 . 3 5M B?0 . 4 8M C?0 . 0 9M D?0 . 4 4 3 6 1??? 化工原理課程設計 9 進料平均相對分子質量 已知進料質量 流率為 160ton/day 采用清晰分割 已知 x DF0 .0 9MD0 .0 8M A0 .3 5M B?0 .4 8M C?0 .0 9M D?0 .0 8 3 1 8??? M x AF M A x BF M B? x CF M C? x DF M D? 9 8 .1 1 8 8 7 gmm o l??? F M 16 0 to nd a y 6 .0 4 7 9 10 3? kghr??? F m F MM 6 .16 3 8 5 10 4? m o lhr??? D0?? xAD0?? xBD0?? xCD0?? W0?? xBW0?? xCW0?? xDW0?? F F m1 m olhr 38 5 10 4???? F D W? F xAF DxAD F xDF WxDW F xBF D xBD W xBW? F xCF D xCD W xCW? F xBF D xBD F xCF WxCW xAD xBD? xCD? 00 化工原理課程設計 10 同樣的方法可以求得塔 頂和塔底的質量流率，以及各組分所占的質量分數(shù)。即 smith 法算得提餾段塔徑為 1000mm 波津法 取第一組板間距 600mm HT := 600mm 取第二組板間距 500mm HT := 500mm 取第三組板間距 450mm u m a x 0 . 0 5 5 g H T? ?1 2 L 42V 42??? ??? ? LW? VW?? LW ? VW?? VW??? ??? 1 . 6 7 6 9 1 ms??? K ?? Ks ?? u 0 .9 K K s u m a x 5 6 8 ms??? D 4 3 .11 18 3 10 3?? ?? 7 2 3 3 6 0 0 m 0 .9 5 8 7 9 m??? u m a x 0 . 0 5 5 g H T? ?1 2 L 42V 42??? ??? ? LW? VW?? LW ? VW?? VW??? ??? 1 . 5 3 0 8 1 ms??? K ?? Ks ?? u 0 .9 K K s u m a x 7 3 2 5 ms??? D 4 3 .11 18 3 10 3?? ?? 9 2 9 2 3 6 0 0 m 0 3 5 m??? 化工原理課程設計 31 HT := 450mm 表 57 波津法計算提餾段塔徑匯總表 波津法 HT D D 圓整 HTDD mm mm mm mm 1 450 1200 648000000 2 500 1200 720210000 3 600 1000 600000000 三者對比后， H為 600mm時，最佳 綜上兩種方法， 提餾段 取板間距為 600mm, 塔徑為 1000mm時，最佳 綜上精餾段、提餾段比較，兩段塔徑一樣 。 第四章 熱量衡算 冷凝器、冷卻器熱負荷 本塔采用冷回流操作 冷回流比為 K x 3Fx 2F??? ??? x 2Wx 3D??? ??? 2 WD?? ????? ???0 .2 0 60 .8