【正文】 取板厚 ?od? ，查干板孔流系數(shù)圖 ? 00 .3 9 1 2 .1 /0 .0 3 2 3go Vu m sA? ? ? 干板壓降 2 2001 1 2 .5 7 1 2 .1 2 9 .8 1 8 0 0 .4 0 .8 1Vd LuhmgC?? ?? ??? ? ? ? ? ? ??? ??????? 0 . 3 9 1 . 12 0 . 5 0 2 4 0 . 0 7 5 2ga TfVu m sAA? ? ?? ? ? 故氣相動(dòng)能因子 ? ?0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 51 . 1 2 . 5 7 1 . 7 6a a gF u k g m s?? ? ? ? 查充氣系數(shù) ? 和動(dòng)能因子 aF 間之關(guān)系圖（《化工原理》下冊(cè) 819 圖）確定充氣系數(shù)?? 計(jì)算氣體通過(guò)塔板的壓降 Ph 0. 03 7 0. 62 0. 06 0. 07 4P d Lh h h m?? ? ? ? ? ? 液 注 計(jì)算液體通過(guò)塔板的壓降 rh 2 340 3 3 5LrWVhmlh ? ??? ???? ? ? ? ? ??? ??????? 液 注 計(jì)算降液管內(nèi)清液層高度 dH ，并取泡沫相對(duì)密度 ?? ， 40 . 0 7 4 0 . 0 6 9 1 0 0 . 1 3 4 9d P L rH h h h m?? ? ? ? ? ? ? ? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 而 0 . 4 0 . 0 4 7 0 . 2 2 422TWHh m? ??? 可見(jiàn) dH ＜ ? ?12TWHh?，滿足要求。 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 圖 51 苯 甲苯精餾段負(fù)荷性能圖 塔板工作線 在負(fù)荷性能圖 41 上做出斜率為 1232 LVV ?? 的直線 OAB ,既為塔板工作線。流程中設(shè)有自動(dòng)控制系統(tǒng)可以保證一定的塔效率，輔助設(shè)備充分滿足要求，并且在設(shè)計(jì)中選用了節(jié)能型工藝流程，具有一定的優(yōu)越性。 在選取冷凝器時(shí)，用塔頂蒸汽預(yù)熱原料的換熱器沒(méi)有算，但從熱量衡算中可看出，其 熱量很小，所需的換熱器應(yīng)是一個(gè)小型換熱器。此線與流體力學(xué)上下限線相較于 A， B兩點(diǎn)，讀出 A， B 兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 值既為 min()gV 和 max()gV ，并求出操作彈性： 操作彈性 = m a xm in() 2350 5 .7 3( ) 4 1 0ggVV ?? 由此可見(jiàn)，該精餾塔的操作彈性大，其操作范圍也相應(yīng)變大，即允許的氣液負(fù)荷變化范圍就大，說(shuō)明塔的適應(yīng)能力強(qiáng)。 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 液體流量上限線 取降液管內(nèi)液體停留時(shí)間為 3s， 則： 33600 45 36 00 21 .6 /33fTL AHV m h? ??? ? ? 在負(fù)荷性能圖 /LV m h? 處作垂直線，即為液體流量上限線③。 液沫夾帶 6 3 .25 .7 1 0 ()v Tfue Hh????? 6 3 .25 .7 1 0 ()2 .5gTfTLVAAHh?? ???? 3 . 260 . 3 45 . 7 1 0 0 . 5 0 2 4 0 . 0 4 50 . 0 2 3 7 0 . 4 5 2 . 5 0 . 0 6?????? ?????? 0 . 0 0 7 / 0 . 1 /k g k g k g k g??液 體 干 氣 體 液 體 干 氣 體 可見(jiàn)液沫夾帶量可以允許。 m w m mLWy x x x xVV? ? ? ? ? ? ? 理論塔板數(shù)的確定 物料流量 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 7 8 . 1 + 8 1 . 7= = 8 022DFMMM k g k m o l? ?精 9 2 + 8 1 . 7= = 8 6 . 922WFMMM k g k m o l? ?提 （ 1）精餾段 3341 .1 2 80= = 12 32 0. 342. 69 + 2. 652g gVMV m h m s? ???精精 3 4 325 .1 2 80= = 2. 47 6. 9 1081 7. 5+ 81 1. 52s LLML m h m s? ??? ? ?精精 （ 2）提餾段 3341 .1 2 86 .9= = 13 93 0. 392. 48 + 2. 652g gVMV m h m s?? ?? ??提提 3 3 34 6 . 7 2 8 6 . 9= = 5 . 0 7 1 . 4 1 07 8 9 . 2 + 8 1 1 . 52s LLML m h m s? ?? ?? ? ? ?精精 塔板數(shù)的計(jì)算 （ 1）因全回流操作所需的理論塔板數(shù)最少，故可用芬斯克方程求解： m in1 1 lg1 1 1 11l g l g WDDWmxxxxN??? ???? ? ? ? ?? ? ? ??? ????? ? ? ???? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?（不包括再沸器） 根據(jù)吉利蘭關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊(cè) 圖 745） min ? ?? min ? ?? 可知 N=19（不包括再沸器） 由表 23 可繪出 xy 圖 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 圖 22 理論板數(shù)圖解法示意圖 如圖所示 ,塔內(nèi)理論板數(shù)為 12 塊 ,精餾段 3 塊 ,提餾段為 8 塊 ,第 4 塊為進(jìn)料板 。 表 12 甲苯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T228493） 二硫化碳/(gBr/100mL) 噻吩 /(g/100mL) 中性實(shí)驗(yàn) 中性 水分 室溫（ 18~20℃ ）下目測(cè)無(wú)可見(jiàn)不溶水 項(xiàng)目 指標(biāo) 特級(jí) 一級(jí) 二級(jí) 外觀 室溫（ 18~25℃ ）下透明液體，不深于每1000mL 水中含有 重鉻酸鉀溶液的顏色 密度（ 20℃） /(kg/m3) 沸程 /℃ 大氣壓下（ ℃） 酸洗比色 溴價(jià) /（ gBr/100mL） 863~868 861~868 860~870 中性實(shí)驗(yàn) 中性 水分 室溫（ 18~20℃ ）下目測(cè)無(wú)可見(jiàn)不溶水 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 2 精餾塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 精餾塔物料衡算 操作物質(zhì)為苯 — 甲苯混合物，計(jì)算各個(gè)物性常數(shù)見(jiàn)表 21 表 21 苯 甲苯物性常數(shù) 物質(zhì) 摩爾質(zhì)量 (Kg/mol) 臨界溫度 (k) 進(jìn)口質(zhì)量組成 (%) 塔釜出口組成 (%) 塔頂出口組成 (%) 苯 78 70 99 甲苯 92 30 1 已知 : D=9000 噸 /年 ?F? ?D? ?W? 計(jì)算 Dx 、 Wx 、 Fx 根據(jù)公式 AAABABMxMM???? ? 9978 0 .9 9 1 59 9 17 8 9 2Dx km o l??? 78 .2 9 9 .87 8 9 2Wx k m o l??? 7078 0 .7 3 3 57 0 3 07 8 9 2Fx km o l??? 原料液及塔頂、塔釜產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 + 0 . 7 3 3 5 7 8 + ( 1 0 . 7 3 3 5 ) 9 2 = 8 1 . 7F F FM x M x M k g k m o l? ? ? ?苯 甲 苯（ 1 ） D + 0 . 9 9 1 5 7 8 ( 1 0 . 9 9 1 5 ) 9 2 7 8 . 1 /DDM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ?苯 甲 苯（ 1 ） W + 0 . 0 0 2 3 6 7 8 ( 1 0 . 0 0 2 3 6 ) 9 2 9 2 /WWM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ?苯 甲 苯（ 1 ） 進(jìn)料量 F 塔頂餾出液 D 塔底殘留液 W 的計(jì)算 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 39000 10 16 /78 300 24D kg h????? () 16 ( 15 236 ) 35 236FWDWDWFWxxDF x xD x xF k g hxx???? ??? ? ??? 則 : 2 1 . 6 1 6 5 . 6 /W F D k g h? ? ? ? ? 相對(duì)揮發(fā)度及 xy關(guān)系 因純苯塔操作屬于常壓操作 ， 兩組分的物理化學(xué)性質(zhì)特別是兩組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較接近，所以該混合物為完全理想體系 。分子式 C7H8，相對(duì)分子質(zhì)量 ，相對(duì) 密度 (20℃ /4℃ )，熔點(diǎn) 95～ ℃ ，沸點(diǎn) ℃ ，閃點(diǎn)℃ (閉杯 )，自燃點(diǎn) 480℃ ，蒸氣密度 kg/m3，蒸氣壓 (30℃ ) 比重 D 4℃ 20℃ 、 ，蒸氣與空氣混合物的爆炸極限為 %～ 7%。蒸氣與空氣混合物爆炸限 %～ %。 流程說(shuō)明 本精餾方案采用節(jié)能型強(qiáng)制回流進(jìn)行流程設(shè)計(jì)，并附有在恒定進(jìn)料量、進(jìn)料組成和一定分離要求下的自動(dòng)控制系統(tǒng)以保證正常操作。另一方面，加壓或減壓精餾能量消耗大，在常壓下能操作的物系一般不用加壓或減壓精餾。 通過(guò)對(duì)精餾塔進(jìn)行設(shè)計(jì)和物料衡算等方面的計(jì)算，進(jìn)一步加深了對(duì)化工原理、石油加工單元過(guò)程原理等的理解深度，開(kāi)闊了視野，提高了計(jì)算、繪圖、計(jì)算機(jī)的使用等方面的知識(shí)和能力，為今后在工作中進(jìn)一步發(fā)揮作用打下了良好的基礎(chǔ)。已知：生產(chǎn)能力為年 產(chǎn) 9000 噸 99%的苯產(chǎn)品；進(jìn)精餾塔的料液含苯 70%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），其余為甲苯；塔頂?shù)谋胶恐辽贋?99%；殘液中苯含量不高于 %；料液初始溫度為 30℃ 試根據(jù)工藝要求進(jìn)行： 板式精餾塔的工藝設(shè)計(jì)； （二）操作條件 4kPa（表壓） 泡點(diǎn)進(jìn)料 倍最小回流比 ≤ 。 （ 5）格式規(guī)范，嚴(yán)格按系部制定的論文格式模板調(diào)整格式。 （ 4）文獻(xiàn)工作扎實(shí)，能夠較為全面地反映論文研究領(lǐng)域內(nèi)的成果及其最新進(jìn)展。 0— 15分 4 撰寫(xiě)質(zhì)量 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語(yǔ)符合技術(shù)規(guī)范，圖表清 楚，字跡工整，書(shū)寫(xiě)格式規(guī)范， 0— 15分 合計(jì) 0— 100 分 評(píng)語(yǔ)： 成 績(jī)： 評(píng)閱人（簽名）： 日 期： 畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī) 答 辯 情 況 自 述 情 況 清 晰、完 整流 利 簡(jiǎn) 練 清 晰 完 整 完 整熟 悉內(nèi) 容 基 本 完 整熟 悉內(nèi) 容 不 熟悉 內(nèi)容 提 出 問(wèn) 題 回 答 問(wèn) 題 正 確 基本 正確 有一般性錯(cuò)誤 有原則性錯(cuò)誤 沒(méi)有 回答 答辯小組評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)： 答辯委員會(huì)綜合成績(jī)： 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日 題目 :苯 甲苯精餾塔設(shè)計(jì) （一）設(shè)計(jì)題目 某化工廠擬采用一板式塔分離苯－甲苯混合液。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。所以，不必要用加壓或減壓精餾。 塔頂冷凝方式、冷卻介質(zhì) 塔頂采用列管式冷凝冷卻器，冷卻介質(zhì)用冷卻水。分子式 C6H6，相對(duì)分子量 ，相對(duì)密度 (20℃ )，熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn) ℃ ，閃點(diǎn)℃ (閉杯 )，自燃點(diǎn) ℃ ，蒸氣密度 ，蒸氣壓 ( ℃ )， 標(biāo)準(zhǔn)比重為 。 表 11 純苯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T22839