【正文】 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)提高了我們認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通過(guò) 近 兩周的努力， 經(jīng)過(guò) 復(fù) 雜的 計(jì)算和優(yōu)化，我 終于設(shè)計(jì)出一套較為完善的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。 (4) 塔頂空間 塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距。由圖查得： smVs 3m in, ? smVs 3m a x, ? 故操作彈性為： m in,m a x, ??ss VV 第 38 頁(yè) 共 52 頁(yè) 四 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算數(shù)據(jù) 精餾段 提留段 平均溫度 mt ℃ 平均壓 力 mp kPa 平均流量 氣相 SV 13 ?? sm 液相 sL 13 ?? sm 實(shí)際塔板數(shù) N 塊 12 11 板間距 TH m 塔徑 D m 塔的有效高度 Z m 空塔氣速 u 1?? sm 塔板液流形式 單流型 降液管 型式 弓形 堰長(zhǎng) wl m 堰上液層高度 owh m 板上液層高度 Lh m 堰高 wh m 降液管 寬度 dW m 液體在降液管中停留時(shí)間 ? s 降液管底隙高度 0h m 安定區(qū)寬度 sW m 邊緣區(qū)寬度 cW m 開(kāi)孔區(qū)面積 aA 2m 孔徑 0d mm 孔數(shù) n 個(gè) 7700 7700 孔間距 t mm 15 15 第 39 頁(yè) 共 52 頁(yè) 開(kāi)孔面積 0A 2m 篩孔氣速 0u 1?? sm 塔板壓降 Pp? kPa 降液管內(nèi)清液層高度 dH m 穩(wěn)定系數(shù) K 負(fù)荷上限 霧沫夾帶控制 霧沫夾帶控制 負(fù)荷下限 漏液控制 漏液控制 霧沫夾帶 Ve kg液 /kg氣 氣相負(fù)荷 max,sV 13 ?? sm 氣相負(fù)荷 min,sV 13 ?? sm 操作彈性 第 40 頁(yè) 共 52 頁(yè) 五 板式塔的結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 接管 (1) 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、 T 形進(jìn)料管。39。由圖查得： smVs 3m in, ? smVs 3m a x, ? 故操作彈性為： m in,m a x, ??ss VV 第 34 頁(yè) 共 52 頁(yè) （二） 提餾段 (1) 漏液線(xiàn) 32323200m i n,00 0 1 9 360011000/1000SsVLwhwsLLhlLEhACV?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??? 漏液線(xiàn)計(jì)算結(jié)果 )//( 3 smLS? )//( 3 smVS? 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線(xiàn) 1。 第 30 頁(yè) 共 52 頁(yè) 塔板負(fù)荷性能圖 （一） 精餾段 (1) 漏液線(xiàn) 由VLoww hhhAVu ??? /))((.4C4 00m i ns,m i n0 ?????， owwL hhh ?? ， aAA ???0 ， 321 0 0 ???????????whow lLEh 得： 32323200m i n,0360011000/1000SsVLwhwsLLhlLEhACV?????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) sL 值，依上式計(jì)算出 sV 值，計(jì)算結(jié)果列于下表 漏液線(xiàn)計(jì)算結(jié)果 )//( 3 smLS )//( 3 smVS 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線(xiàn) 1。 第 27 頁(yè) 共 52 頁(yè) (3) 液沫夾帶 液沫夾帶按下式計(jì)算： 氣液氣液 kgkgkgkghHueLTaLV/ 3???????? ?????????????? ??? ????故液沫夾帶量 Ve 在允許的范圍內(nèi)。 ② 邊緣區(qū)寬度確定： 取 mWW ss ??? ， mWc ? ③ 開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算。 （一） 精餾段 精餾段的氣、液相體積流率為： ??????? smVMVmmVVS ? ??????? smLMLmmLLS ? 由VVLCu ? ?? ???m a x 式中 C 由式 20 20 ??????? LCC ?計(jì)算，其中 20C 由史密斯關(guān)系圖查取，圖的橫坐標(biāo)為： 0 4 3 6 0 3 6 0 00 0 3 2121 ?????????????? ? ???????????VLhhVL ?? 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? ，則： mhH LT ???? 查史密斯關(guān)系圖得 ?C ????????????????? LC ? 1m a x ????????? smCuVVL ? ?? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣數(shù)為： 1m a x ?????? smuu 第 21 頁(yè) 共 52 頁(yè) muVD s ????? ? （二） 提餾段 提餾段的氣、液相體積流率為： ??????????? smMVVmmVVS ? ???? ??????? smMLLmmLLS ? 取板間距 mHT ?? ，板上液層高度 mhL ?? ，則： mhH LT ?????? 史密斯關(guān)系圖橫坐標(biāo)為： 2121 ?????????????? ? ???????????VLhhVL ?? 查史密斯關(guān)系圖得 ??C ??????????????? ???? LC ? 1m a x ??????? ??????? smCuVVL ? ?? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣數(shù)為： 1m a x ???????? smuu muVD s ???????? ? 綜上 ，按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 mD ? ， 塔截面積為： 222 8 8 mDA T ???? 精餾段空塔氣數(shù) ????? smAVuTs 提餾段空塔氣數(shù) ??????? smAVuTs 第 22 頁(yè) 共 52 頁(yè) (2) 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為： mHNZ T )112(1 ?????? ）（精精 提餾段有效高度為： mHNZ T )111(1 ?????? ）（ 提提 在進(jìn)料板上方開(kāi)一人孔，其高度為 ，故精餾塔 的有效高度為： 9 .2 ??????? 提精 ZZZ 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 （一） 精餾段 (1) 溢流裝置的計(jì)算 因塔徑 mD ? ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。 篩板塔的缺點(diǎn)是： (１ ) 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 2倍。 第七天：進(jìn)行塔附件設(shè)計(jì) 第八天：進(jìn)行附屬設(shè)備設(shè)計(jì)及選型 第九天：繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖，整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第十天：答辯 參考資料 [1]馬江權(quán)等 .化工原理課程設(shè)計(jì) [M].北京：中國(guó)石化出版社， 20xx [2]陳英南 .常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì) [M].上海：華東理工大學(xué)出版社， 1993 [3]譚天恩 .化工原理 (第二版 )下冊(cè) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998 其它 說(shuō)明 本表應(yīng)在每次實(shí)施前一周由負(fù)責(zé)教師填寫(xiě)二份，教研室審批后交學(xué)院院備案，一份由負(fù)責(zé)教師留用。應(yīng)按設(shè)計(jì)程序列出計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果；對(duì)所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗(yàn)公式圖表應(yīng)注明來(lái)歷。 *全塔高度： 包括上、下封頭，裙座高度。 二、設(shè) 計(jì)內(nèi)容 （ 1）選擇工藝流程和工藝條件 塔頂產(chǎn)品由塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的 ，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進(jìn)行分離。通過(guò)課程設(shè)計(jì)， 要求更加熟悉工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計(jì)的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)和技能的能力，問(wèn)題分析能力，思考問(wèn)題能力，計(jì)算能力等。上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過(guò)板 上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層（或噴射的液滴群）。 (1)選擇塔型和板型 采用板式塔，板型為篩板塔。 (3)換熱器選型 對(duì)原料預(yù)熱器，塔底再沸器，塔頂產(chǎn)品冷卻器等進(jìn)行選型。 第三天：確定塔徑、塔高等工藝尺寸。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。 (２ ) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～ 15％。 s） 表 6 苯 — 甲苯物系在總壓 )(yxt? 關(guān)系 t/℃ 84 88 92 96 100 104 108 x 1 0 y 1 0 表 7 常壓下苯 —— 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 第 9 頁(yè) 共 52 頁(yè) 第 10 頁(yè) 共 52 頁(yè) 精餾塔的物料衡算 (1) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 ??? kmo lkgM A 甲苯的摩爾質(zhì)量 ??? kmo lkgM B ???Fx ???Dx ???Wx (2) 原料液及塔頂 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ??????? k mo lkgM F )( ???????? k m o lkgM D .9 81 ??????? k m o lkgM W ）（ (3) 物料衡算 原料處理量 700000 00 ?????? hk m olF 總物料衡算 ??WD 苯物料衡算 5 4 0 30 2 3 8 ??? WD 聯(lián)立解得 ??? hkm olD ??? hkm olW 塔板數(shù)的確定 (1) 理論板層數(shù) TN 的求取 苯一甲苯屬理想物系，可采逐板計(jì)算求理論板層數(shù) 第 11 頁(yè) 共 52 頁(yè) ① 求最小回流比及操作回流比 查得苯 — 甲苯物系的氣、 液平衡數(shù)據(jù)（表 6），繪出 )(yxt? 圖， 采用作圖法求最小回流比。 選用凹形受