【正文】 該方式常用于以下幾種情況： ① 傳熱面較小 (例如 50m2 以下 )； ② 冷凝液難以用泵輸送或泵送有危險(xiǎn)的場合； ③ 減壓蒸餾過程。 （ 1）再沸器 (蒸餾釜 ) 該裝置的作用是加熱塔底料液使之部分氣 化，以提供精餾塔內(nèi)的上升氣流。由公稱直徑 DN=1500mm，查化工原理課程設(shè)計(jì)附錄 2 得，曲面高度 h1=400mm 直邊高度 h2=40mm 內(nèi)表面積 2A= ,容積 3V= 。 (2)塔底空間 指塔內(nèi)最下層培板到塔底間距。 / ( )Wc l h? 39。 1 Lhh?? 。 （ 1）堰長 lW ? ? ? ?0 . 7 0 . 7 1 . 5 1 . 0 5Wl D m[5] （ 2）溢流堰高度 hW 由 hW=hLhOW ,選用平直堰，堰上液層高度 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 19 由弗朗西斯公式 2/3 ()1000 hOWwLhEl?計(jì)算， 近似取 E=1 則 則 ? ? ? ?2 / 32 . 8 4 1 1 . 1 61 ( ) 0 . 0 1 3 71 0 0 0 1 . 0 5OWhm 取板上清液層高度 hL=50mm , 故 hW=hLhOW== 同理：提鎦段 （ 1）堰長 lW ? ? ? ?0 . 7 0 . 7 1 . 5 1 . 0 5Wl D m[5] （ 2）溢流堰高度 hW 由 hW=hLhOW ,選用平直堰，堰上液層高度 由弗朗西斯公式 2/3 ()1000 hOWwLhEl?計(jì)算， 近似取 E=1 則 則 ? ? ? ?2 / 32 . 8 4 2 0 . 1 61 ( ) 0 . 0 2 0 3 61 0 0 0 1 . 0 5OWhm 取板上清液層高度 hL=50mm , 故 hW=hLhOW== （ 3）弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 / ? ? ? 故 ?? ? ? ??222 = = fTTA A mA D m ? ? ? ?0 . 1 4 0 . 1 4 1 . 5 0 . 2 1dW D m 依式 (3 5)fTAHLs? ?? 驗(yàn)算液體在降液管中的停留時間 , 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 20 ? ?? ? ?3600 0. 13 45 0. 4= 17 .3 5 ssL （ 符 合 要 求 ） ? ?? ? ?3600 = ssL （ 符 合 要 求 ） 故降液管設(shè)計(jì)合理。 39。燃料燃燒所排放的煙道氣溫可達(dá) 100～ 1000℃，適用于高溫加熱。在這種情況下，可采用強(qiáng)制回流，塔頂上蒸汽采用冷凝器冷卻以冷回流流入塔中。間接蒸汽加熱使通過加熱器使釡液部分汽化。對于冷液進(jìn)料，當(dāng)組成一定時，流量一定對分離有利，節(jié)省加熱費(fèi)用。 塔頂冷凝裝置可采用全冷凝器，分冷凝器兩種不同的設(shè)置。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 4 第 1 章 設(shè) 計(jì) 方 案 裝置流程的確定 蒸餾裝置包括精餾塔，原料預(yù)熱器，蒸餾釜（再沸器），冷凝器，釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)。 它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是塔板上開有許多均勻的小孔。同時從舌孔噴出的氣流，通過動量傳遞推動液體流動，降低了板上液層厚度和塔板壓降。 關(guān)于各種類型塔板的介紹 主要的塔板型式有：泡罩塔板；浮閥塔板；篩孔 塔板；舌形塔板（斜孔塔板）；網(wǎng)孔塔板；垂直浮閥；多降液管塔板；林德浮閥；無溢流塔板。 精餾設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)方案的選取，主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 —— 物料衡算 xF= xD= xW= 實(shí)際塔板數(shù)精餾段 16塊，提餾段 17塊。 （ 2） 畫出帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 (2 號圖紙 )、精餾塔工藝條件圖 (2 號圖紙 )。 塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備 類型之一。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 2 緒 論 精餾塔（ fractionating column）是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。氣量較小時可避免過多的漏液，氣量較大時可使氣速不致過高，降低了壓降。 ⑻ 林德浮閥 林德浮閥是專為真空精餾設(shè)計(jì)的高效低壓降塔板，在整個浮閥上布置一定數(shù)量的導(dǎo)向斜孔，并在塔板入口處設(shè)置鼓泡促進(jìn)裝置。 篩板塔制造維修方便，相同條件下生產(chǎn)能力比泡罩塔高 10%— 15%，板效率亦約高 10%— 15%，而每板壓力降則低 30%左右，適用于真空蒸餾；塔板效率較高，但稍低于 浮閥塔。在此過程中，熱能利用率很低，為此，在確定裝置流程時應(yīng)考慮余熱的利用。一般地，除熱明性物系，凡通過常壓蒸餾能夠?qū)崿F(xiàn)分離要求，并能用江河水或循環(huán)水將餾出物冷凝下來的物系，都能采用常壓蒸餾；對敏性物系或者混合物泡點(diǎn)過高的物系，則宜采用減壓蒸餾；對常壓下餾出物冷凝溫度過低的物系，需提高塔壓或者采用深井水，冷凍鹽水作為冷卻劑；而常壓下呈氣態(tài)的物系必須采用加壓 蒸餾。直接蒸汽加熱直接由塔底進(jìn)入塔內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是回流冷凝器無需支持結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是回流冷凝器回流控制較困難。 （計(jì)算過程使用 excel 軟件進(jìn)行迭代計(jì)算） 結(jié)果如下： 塔頂： ? ℃ kpa? kpa? 塔底： ? ℃ kpa? kpa? 進(jìn)料： ? ℃ kpa? kpa? 平均相對揮發(fā)度 ABpp?? ，根據(jù)上文求出的數(shù)據(jù)可得： 塔頂： ? ? 塔底： ? ? 進(jìn)料板： ? ? 平均相對揮發(fā)度 ： ?? 3 67D W F? ? ? ? 回流比的確定 最小回流比 minDqqqxyR yx?? ? (5) q 1 0 .4 2 9Fxx? ? ?因 為 ， 1 ( 1 ) 1xxxx????? ? ? (7) （ 6），（ 7）聯(lián)立得： ? ? 代入式（ 5）可以求得： m i n0 .9 2 9 0 .6 0 8 1 .7 9 30 .6 0 8 0 .4 2 9R ???? 取操作回流比m i n2 2 1 .7 9 3 3 .5 8 6RR? ? ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 8 熱量衡算 加熱介質(zhì)的選擇 常用的介質(zhì)有飽和水蒸汽和煙道氣。本設(shè)計(jì)建廠吉林地區(qū)，吉林夏季最熱月份日平均氣溫為 25℃。 ( 1 ) = 0 . 4 8 5 522W F W FABx x x x m P a s????? ? ? ?L2μ吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 12 8= 1 6 . 6 6 3 1 70 . 4 8 0 1NrN Er ? ? ?提 全塔所需總板數(shù)： + =3 3p N N? 精 提 塊 (不包括塔底再沸器 ) 全塔效率： ?? ? ? ?r 1 4 11 0 0 % 3 9 . 3 9 %33r pNE N 加料板位置在 ??6 塊 板 處 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 13 第 3 章 板式塔主要工藝尺寸的計(jì)算 塔 的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算 乙醇和丙醇物性數(shù)據(jù) 表 31 液相密度 溫度 t,℃ 70 80 90 100 110 ρ A,kg/m3 ρ B,kg/m3 表 32 液體的表面張力σ 溫度 t,℃ 60 80 100 σ A,mN/m σ B,mN/m 表 33 液體的粘度μ L 溫度 t,℃ 60 80 100 μ LA mPa μ LB mPa 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂 ?x ? ? ?? ? ? ?1 4 6 . 5 0 k /V D M D A D BM y M y M g k m o l ? ?? ? ? ?1 4 6 . 9 9 /L D M D A D BM x M x M k g k m o l 進(jìn)料板 ? ? ? ?? ? ? ?1 5 1 . 4 8 k /V F M F A F BM y M y M g k m o l ? ?? ? ? ?1 5 3 . 9 9 /L F M F A F BM x M x M k g k m o l 塔釜 ? ? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 14 ? ?? ? ? ?1 5 9 . 4 6 k /V W M W A W BM y M y M g k m o l ? ?? ? ? ?1 5 9 . 7 3 /L W M W A W BM x M x M k g k m o l 精餾段 ? ?1 0 . 5 4 8 . 9 9 /V M V D M V F MM M M k g k m o l? ? ? ? ?? ? ?1 0 . 5 5 0 . 4 9 /L M L D M L F MM M M k g k m o l 提餾段 ? ?? ? ?2 0 . 5 5 5 . 4 7 /V M V D M V F MM M M k g k m o l ? ?? ? ?2 0 . 5 5 6 . 8 6 /L M L D M L F MM M M k g k m o l 平均密度計(jì)算： 液相平均密度 塔頂 ? ℃，通過內(nèi)差法： ???????? ???? ??? ? ? ?3338 0 7 0 8 0 7 9 . 5 8= 7 4 2 . 8 /7 4 2 . 3 7 5 4 . 2 7 4 2 . 38 0 7 0 8 0 7 9 . 5 8= 7 4 9 . 2 /7 4 8 . 7 7 5 9 . 6 7 4 8 . 71 0 . 9 2 9 0 . 0 7 1 7 4 3 . 3 /7 4 2 . 8 7 4 9 . 2ADADBDBDDDk g mk g mk g m 進(jìn)料板 ? ℃ ???????? ???? ??? ? ? ?3339 0 8 0 9 0 8 6 . 8 9= 7 3 3 . 9 /7 3 0 . 1 7 4 2 . 3 7 3 0 . 19 0 8 0 9 0 8 6 . 8 9= 7 4 0 . 9 /7 3 7 . 5 7 4 8 . 7 7 3 7 . 51 0 . 4 2 9 0 . 5 7 1 7 3 7 . 9 /7 3 3 . 9 7 4 0 . 9AFAFBFBFFFk g mk g mk g m 進(jìn)料板 ? ℃ ???????? ???? ??? ? ? ?3AWAW3BWBW3FW1 0 0 9 0 1 0 0 9 6 . 6 6= 7 1 7 . 8 k g / m7 1 7 . 4 7 3 0 . 1 7 1 7 . 41 0 0 9 0 1 0 0 9 6 . 6 6= 7 2 9 . 9 k g / m7 2 6 . 1 7 3 7 . 5 7 2 6 . 11 0 . 0 1 9 0 . 9 8 1 7 2 9 . 7 k g / m7 1 7 . 8 7 2 9 . 9 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 15 精餾段液相平均密度 ? ? ?? ? ?L M 1 L D M L F M( ) / 2 7 4 0 . 63kg/m 提餾段液相平均密度 ? ? ?? ? ?1 ( ) / 2 7 3 0 . 8L M L D M L F M3/kg m 氣相平均密度 塔頂壓強(qiáng)： ?D 精餾段： ? ? ? ?1 0 1 . 3 2 5 0 . 7 1 0 1 0 3 . 3 2 5 k p aFP ???1 0 1 . 3 2 5 1 0 8 . 3 2 5 k p a 提鎦段： ? ? ? ?1 0 1 . 3 2 5 0 . 7 1 6 1 1 2 . 5 2 5 k p aWP ???1 0 3 . 3 2 5 1 1 3 . 5 2 5 k p a 有理想狀態(tài)方程計(jì)算，即 ? ?? ? ??? 311 / ( )m VMVM mPM kg mRT * 2 1 1 0 . 4 2 5 5 5 . 4 72 2 . 0 1 938 . 3 1 4 ( 9 1 . 7 7 5 2 7 3 . 1 2 )P m M v m kglm mR Tm? ?? ? ??? 液相表面張力計(jì)算 塔頂 ? ℃ ,用內(nèi)差法有： ?? ???? ??? ? ? ?80 60 80 79 .5 8= 18 .3 2