【正文】 本 設 計 采 用 直 管 進 料 管 。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。o ? ??? 12 閥控動能因數(shù) FO變化不大，仍在 912范圍內 塔板開孔率： %0 3 Dd 22 ???? ????????????? 塔板壓降的計算 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氫化合物，可取充氣系數(shù) ?? ，已知板上液層高度 ? 所以依式 Ll hh 0?? mhl ??? 計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。o ? ??? 12 閥控動能因數(shù) FO變化不大，仍在 912范圍內 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。39。 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= mPa； ?B =179。 =（ MLFm +MLWm ） /2=（ +） /2= 平均密度計算 1） 氣相平均密度計算 精餾段： mTMP kgR VV mm m 3/)( ??? ???? 提餾段： mTMP kgRVV mm 339。 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。 本設計任務為分離苯 — 甲苯混合物。 精餾裝置包括精餾塔，原料預熱器，再沸器，冷凝器。當篩孔氣速高時，閥片被頂起、上升，孔速低時，閥片因自重而下降。 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)得到廣泛應用。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℃ )。 對生產的主要設備 浮閥塔進行了工藝設計計算 ,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物性數(shù)據(jù)的計算；④精餾塔的塔體工藝尺寸計算；⑤精餾塔塔板的主要工藝尺寸的計算：⑥精餾塔塔板的流體力學驗算：⑦精餾塔塔板的負荷性能圖；⑧ 塔頂冷凝器的冷凝熱和塔釜再沸器的汽化熱計算 。 關鍵詞 ：苯 甲苯；浮閥塔；工藝設計計算；流程圖；工藝條件簡圖 目錄 前言 設計方案的確定 精餾塔物料衡算 塔板數(shù)的確定 NT的求取 甲苯物系 xy圖 、液相負荷 精餾段有關物性數(shù)據(jù)以及主要工藝尺寸的計算 塔附件設計計算 塔總體高度設計 浮 閥精餾塔工藝設計結果討論 附錄 參考文獻 致謝 前言 化工生產中所處理的原料，中間產物，粗產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。沸點 ℃。但苯 甲苯體系比較容易分離，待處理料液清潔，因此采用精餾法。 設計方案的確定 本課程設計體系為苯 — 甲苯混合物，采用常壓操作連續(xù)精餾流程，篩板塔， 總板效率 ET=；原料組成為冷液進料， ?Fx （苯的摩爾分率，下同），分離要求塔頂產品 ?Dx ，塔釜產品 ?Wx ，過冷液體進料 q=，塔頂采用全凝器，冷凝液在泡點下部分回流至塔內，其余部分經產品冷卻器冷卻后送儲罐。塔頂冷凝裝置根據(jù)生產狀況采用全凝器，以便于準確地控制回流比。該物系屬于易分離物系，操作回流比為 。二者的安托因方程分別為 : lgP0=－ 1211/(t+) （ a） lgP0=－ 1345/(t+) （ b） 由試差法得：塔頂溫度： tD=℃ 進料溫度： tF =75℃（已知） 塔底溫度： tW=℃ 精餾段平均溫度： tm=（ tD+tF） /2=(+75)/2=℃ 提餾段平均溫度： ?tm39。 mxx kgLDBDAD3/111m????????? ②進料板液相平均密度： 由 tF=75℃，查手冊得 ?A =179。 s 2）進料板液相平均粘度的計算 由 tF=75℃，查手冊得 μ A= mPa39。 ??? ??? ??hh oW = 故降液管底隙高度設計合理 選用凹形受液盤，深度 hw39。 ???? 35s 降液管底隙高度 hO ??? hh W = 塔板布置及浮閥數(shù)目，浮閥排列 取閥孔動能因子 FO=12 孔速 smV mFu O /O ??? ? 浮閥數(shù) 4 0 3 2239。從以上計算 的結果可知，其泛點率都低于 80%，所以能滿足的工藝的要求。冷凝水循環(huán)與氣體之間方向相反，當逆流式流入冷凝器時，起液膜減少，傳熱系數(shù)增大，利于節(jié)省面積，減少材料費用。人孔直徑通常為 600mm，本設計選擇 DN600mm 人孔，其中人孔處塔板間距為3520mm，人孔數(shù)一共 5 個。 塔板負荷性能圖02040600 Ls/(m179。從以上計算的結果可知，其泛點率都低于 80%，所以能滿足的工藝的要求。=178。 ?Wd = = 驗算液體在降液管中停留時間 ,即 sL HAsTf ?? ????? ＞ 5s 故降液管設計合理 4）降液管底隙高度 h0 取 smu /39。 s 提餾段液相平均粘度 ??Vm （ +） /2= ?s 液體平均表面張力計算 液相平均表面張力依下式計算，即 ?? iixLm ?? 1)塔頂液相平均表面張力的計算 由 tD=℃，查手冊得 ?A =； ?B =?LDm = + =2)進料板液相平均表面張力的計算 由 tF=75℃，查手冊得 ?A =； ?B =?LFm = + =3)精餾段液相平均表面張力為 mmNLFLDL mmm / ????? ??? 4)塔底液相表面張 力 由 tW=℃ ,查得 ?A =； ?B =?WL m = + =提餾段液相平均表面張力 ?Vm =（ +） /2= 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 精餾段塔徑的計算 精餾段的氣、液相體積流率 分別為： sVVV mMVmm / 6 0 0 6 0 0 3s