【正文】 （ 2） 塔釜采用間接蒸汽加熱。 （ 5） 滿足工廠發(fā)展的要求 為適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，化工廠布置應(yīng)為工廠的發(fā)展留有余地。 總平面布置圖又稱(chēng)廠區(qū)布置，將生產(chǎn)、運(yùn)輸、安全、衛(wèi)生、管理各部門(mén)及車(chē)間進(jìn)行統(tǒng)籌安排，尋求物料和人員的最佳流動(dòng)布局，因此是全局性的。影響物料平衡的因素包括進(jìn)料塔和進(jìn)料成分的變化，頂部流出物及底部出料的變化。當(dāng)差壓過(guò)高時(shí)， 31 則通過(guò)差壓控制系統(tǒng)減小氣體流速。且任何事物總有一定限度的。但絕不是說(shuō)質(zhì)量越高越好。4u22s ??????，在 12~20m/s 之間，可用。4d s ?????? 按照 GB8163— 87，選擇冷軋無(wú)縫鋼管 4133?? 核算 s/ 39。 ?tm= tΔ? ?t?m＝ ＝ ℃ 選 K 值，估算傳熱面積 取 K=400W/m2?℃ 28 23m 10580tK QS ??????計(jì) 初選換熱器型號(hào) 由于兩流體溫差大于 50℃ ，可選用 U 型管式換熱器，由 U 型管式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)系列，初選換熱器型號(hào)為： 。Q39。t 39。h 25 操作彈性 = ? 將計(jì)算結(jié)果匯總于 下表中 表 浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)結(jié)果 項(xiàng)目 數(shù)值及說(shuō)明 備注 塔徑 D/m 板間距 HT/m 塔板形式 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速 u/（ m/s） 0537 堰長(zhǎng) lw/m 堰高 hw/m 板上液層高度 hL/m 降液管底隙高度 h0/m 浮閥數(shù) N/個(gè) 239 等腰三角形叉排 閥孔氣速 u0/（ m/s） 閥孔動(dòng)能因數(shù) F0 臨界閥孔氣速 uoc/（ m/s） 孔心距 t/m 指同一橫排的孔心距 排間距 t39。 23 忽略式中 ?h 項(xiàng)，將 20whd hl L1 5 ????????? ， owWL hhh ?? ， L01 hh ?? ， g2 L2oVC ???代入上式，得到 ? ? ? ? ??????????????????????????????????32WhW020WhL20VwT lL3600E1000hlg2 物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則 HT、 hw、 h0、 lw、 ρL、 ρv、 0? 及 ? 等均為定值 ，而 u0 與 Lh 又有如下關(guān)系，即 Nd4Vu20s0 ?? 式中閥孔數(shù) N 與孔徑 d0 亦為定值。 L01 ????? 克服表面張力所造成的阻力 ?h 因本設(shè)計(jì)采用浮閥塔，其 ?h 很小，可忽略不計(jì)。 臨界閥孔氣速 ? ? 8 2 vK0 ???????? ??? 閥孔動(dòng)能因子 vKp00 ]u[F ?? 精餾段 ? ? s/ 82 1K0 ????????? 01 ??? 提餾段 ? ? s/ 2K0 ????????? 02 ??? 閥孔氣速（ m/s）：v00 Fu ?? （ F0=10） 每層塔板浮閥數(shù) 4/ud VsN020?? 精餾段 01 ?? 2 2 3 45 6 21 ???? ?? 精餾段 02 ?? 22 ???? ?? 開(kāi)孔率220DdN?? 精餾段 1 5 .4 8 % .0 3 92 2 9221 ???? 提餾段 1 5 .7 5 % .0 3 9234222 ???? 鼓泡區(qū)面積 19 ?????? ????? )Rx(s inR1 8 0xRx2A 1222a 其中 cW2DR ??， )WW(2Dx sc ???， 取邊緣區(qū)寬度 Wc=，泡沫區(qū)寬度Ws= .5R ??? )0 7 ( ???? 21222a ) (s i ??????? ????????? 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排。L HA360039。另取進(jìn)料板處板間距 ，人孔處板間距 ，封頭高度 ，裙座高度 2m Z 實(shí)際 =（ 26? 1? 2） +2++2++2= 17 塔板主要工藝尺寸計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。2/12/1VLhh ??????????????????? ?? 取板間距 HT=，板上液層高度 hL=，則 HT— hL=— =（ m） 查圖得 C20= 39。 塔徑的計(jì)算 最大空塔氣速計(jì)算公式： 15 VVLm a x Cu ? ???? 精餾段的氣、液相體積流率為 s/m 56 00 65 336 00MVV 3VmVms ?????? s/0 . 0 0 5 0 3LmLms ?? ???? C 由式子 )20/(CC ?? 求取，其中的 C20 由上圖查取，圖中橫坐標(biāo)為 0 4 5 4 0 1 23 6 0 05 6 3 6 0 00 0 5 2/12/1VLhh ??????????????????? ?? 取板間距 HT=，板上液層高度 hL=，則得 HT— hL=— =（ m） 查圖得 C20= 39。為設(shè)計(jì)方便，在本設(shè)計(jì)中粗略以精餾段和提餾段的平均溫度確定兩段的物性數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行體積流量的計(jì)算。VW39。本設(shè)計(jì)著力于目的產(chǎn)物環(huán)氧環(huán)己烷的分離與精制，利用精餾分離使環(huán)氧環(huán)己烷的純度達(dá)到工業(yè)應(yīng)用所需要的純度，并對(duì)分離過(guò)程中得到的環(huán)己烯加以回收利用， 確定精餾操作最佳工藝參數(shù)，為工業(yè)放大生產(chǎn)提供理論依據(jù)。他們是先將輕質(zhì)油進(jìn)行蒸餾處理，收集含環(huán)氧環(huán)己烷、丁醇、戊醛、環(huán)戊酮的餾分（其中含環(huán)氧環(huán)己烷％），再往此餾分中加入氨水進(jìn)行攪拌，靜置分層后取出含環(huán)氧環(huán)己烷和丁醇的有機(jī)層。 4 王開(kāi)云介紹了環(huán)己酮副產(chǎn)品的輕質(zhì)油中分離得到的 80％環(huán)氧環(huán)己烷，用三氟化硼乙醚作催化劑，可以將其中的戊醇脫除，轉(zhuǎn)化成高沸點(diǎn)的環(huán)己二醇單戊醚，用輕胺與酮醛雜質(zhì)反應(yīng)，可使之轉(zhuǎn)化成高沸點(diǎn)的肝，而易于通過(guò)精餾的方法脫除雜質(zhì)而得到高含量的環(huán)氧環(huán)己烷。先用常壓間歇精餾分離出大部分環(huán)氧環(huán)己烷，再用減壓間歇精餾分離出常壓塔處理剩余的環(huán)氧環(huán)己烷。減壓精餾可以降低混合物的泡點(diǎn)，從而降低分離溫度。 環(huán)氧環(huán)己烷的精餾分離 環(huán)氧環(huán)己烷是一種熱敏性物料，對(duì)溫度十分敏感，受熱到一定程度會(huì)發(fā)生分解、聚合或者其他的化學(xué)反應(yīng)，即日常生活中所說(shuō)的變質(zhì)。 1,2環(huán)氧環(huán)己烷的用途很廣，可作為中間體用于制備農(nóng)藥克 螨特，己二酸、尼龍 6環(huán)氧類(lèi)涂料、橡膠促進(jìn)劑、燃料等化工產(chǎn)品也是一種應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛的有機(jī)溶劑。 環(huán)氧環(huán)己烷是一種熱敏性物料，其精餾分離常采用常壓蒸餾。在設(shè)計(jì)中，精餾塔塔徑為 ，有效高度為 ，塔板采用分塊式塔板和單溢流弓形降液管，板間距為 。本設(shè)計(jì)采用泡點(diǎn)進(jìn)料， 泡點(diǎn)回流， 塔釜采用間接蒸汽加熱。refine 1 引 言 1,2環(huán)氧環(huán)己烷又名環(huán)氧環(huán)己烷，是一種帶香味的無(wú)色或淡黃色液體。熔點(diǎn) 40℃ ，沸點(diǎn) 130~132℃ ，閃點(diǎn) 27℃ 。 氯醇法、過(guò)酸法本身存在著選擇性不高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、反應(yīng)工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，而空氣催化 環(huán)氧化法一般只適用于低級(jí)烯烴。因此對(duì)熱敏性物料的精餾分離應(yīng)特別注意塔釜溫度的控制，避免以上情況的發(fā)生。 （ 2） 改造設(shè)備結(jié)構(gòu)或流程，減少物料在高溫區(qū)的停留時(shí)間 改造設(shè)備結(jié)構(gòu)或流程，主要方法包括：使用多塔連續(xù)精餾；在分離混合液中加入萃取劑：在混合液中加入重組分；循環(huán)被分離的物料等等。故在操作后期可保持回流比不變，若所得的餾出液不符合要求，可將此部分產(chǎn)物并入下一批原料再次精餾。 Nakahigashi 等也曾在 1975 年提出一種回收環(huán)氧環(huán)己烷的方法。該物系屬于易分離物系，最小回流比較小，操作回流比取最小回流比的 倍。=L + F=+=（ kmol/h） V39。求解結(jié)果為：總理論板層數(shù) NT=15，其中NT，精 =8， NT，提 =7（包括 再沸器），進(jìn)料板位置 NF=8 取總板效率 ET= 精餾段實(shí)際板層數(shù) NP，精 =7/=≈13 提留段實(shí)際板層數(shù) NP，提 =7/=≈13 總實(shí)際板層數(shù) NP= NP，精 + NP，提 =26 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作壓力 塔頂操作壓力 Dp =p 當(dāng)?shù)?+p 表 =+4= kPa 塔底操作壓力 Wp =26= kPa 每層塔板壓降 Δp= kPa 進(jìn)料板壓降 Fp =+13= kPa 精餾段平均壓降 pm=（ +） /2= kPa 提餾段平均壓降 np =（ +） /2= 操作溫度 其中，上下表示上、下限， P 為飽和蒸汽壓， t 為溫度。 板間距是由塔徑來(lái)選用的，在未知塔徑的情況下，可根據(jù)進(jìn)料的情況設(shè)塔徑的范圍，查得板間距。L39。V39。但是對(duì)于高壓下操作的塔及易起泡的物質(zhì)，停留時(shí)間應(yīng)更長(zhǎng)些。 提餾段 取 39。t ?? 。 板上液體流徑長(zhǎng)度 ZL（ m）： ZL= 板上液流面積 Ab（ 2m ）： Ab= 根據(jù) %1 0 0AKC bFLhVLVs1 ????? ?? 計(jì)算泛點(diǎn)率 1F ： 精餾段 %%100%100AKCFbFLVLVs1????????????????? 提餾段 %%100%100AKCFbFLVLVs2????????????????? 又有 精餾段 %%1 0 0 2 0 1 2 6 %1 0 0VFTFVLVs1?????????????? 22 提餾段 %%100%100VFTFVLVs1?????????????? 計(jì)算出的泛點(diǎn)率都在 80%以下，故可知霧沫夾帶能滿足 ve 液 /kg 汽的要求。 ? ? 0 L3 60 0E1 00 32Wm inh ??????? 取 E=1，則 ? ? s/m0 0 0 8 9 6 0 1 0 0 00 0 6 0 1 0 0 00 0 323W23m i nh ???????? ????????? ??? 012340 Lh/(m3/s)Vs/(m3/s)霧沫夾帶線液泛線液相負(fù)荷上限漏液線液相負(fù)荷下限操作點(diǎn)線性 ( 霧沫夾帶線)線性 ( 液泛線) 圖 塔板性能負(fù)荷圖 由以上計(jì)算可以看出： 在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn)，處在適宜操作區(qū)域內(nèi)的適中位置?！?） =2926J/（ m2t2? =℃ 塔釜 39。r39。 熱負(fù)荷的計(jì)算 Q=qm,hCc（ t1－ t2） =（ 98－ 30） =580kJ 傳熱溫度差計(jì)算 依照前言中的加熱方案，該原料預(yù)熱器擬采用 U 形管式換熱器。 塔釜出液管的選擇 出料液的體積流率： s/ ML39。VV39。一般應(yīng)是塔頂或塔底產(chǎn)品之一達(dá)到規(guī)定的純度，要求另一個(gè)產(chǎn)品也應(yīng)該維持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，或者塔頂和塔底的產(chǎn)品均應(yīng)保證一定的純度要求。 產(chǎn)品的回收率定義為產(chǎn)品量與進(jìn)料中該產(chǎn)品組分量之比。 （ 4）約束條件 為保證正常操作，需規(guī)定某些參數(shù)的極限值，并作為約束條件。而在介質(zhì)條件不變時(shí)，又與塔的操作壓力有關(guān)；同時(shí)餾出產(chǎn)品組分的變化也將影響到冷凝器的冷卻能力限制。 在塔頂設(shè)有壓力控制系統(tǒng)，以維持塔壓恒定 。 33 （ 3） 滿足有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 總平面布置圖的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 本設(shè)計(jì) 中涉及到數(shù)據(jù)均是經(jīng)過(guò)查詢(xún)相關(guān)技術(shù)手冊(cè)和嚴(yán)密考證得到，計(jì)算中的估算數(shù)據(jù)也是經(jīng)過(guò)試差得到，計(jì)算過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)，能夠達(dá)到環(huán)氧環(huán)己烷精制工段工藝設(shè)計(jì)的要求，最終使純度達(dá)到 98％ 。 35 參考文獻(xiàn) [1]王亞新，張結(jié)實(shí) .環(huán)氧環(huán)己烷的市場(chǎng)分析與應(yīng)用前景 [J].化工新型材料， 20xx， 36（ 6） ： 1920. 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