【正文】 ? 氣相組成 % : ??????? DDD yyy 進料溫度 CtF ?? 氣相組成 %1 0 : ??????? FFF yyy 塔底溫度 CtW ?? 氣相組成 %1000 : ??? ??? ? WWW yyy 由上溫度和氣相組成來計算相對揮發(fā)度 2 0 3 )()6 2 8 ( , ???????? FFF yX 2 9 2 )9 6 ()9 8 3 ( 9 6 ,9 6 ???????? DDD yX 9 9 7 )0 3 ()0 2 8 ( 0 3 ,0 3 ???????? WWW yX 則精餾段平均相對揮發(fā)度 7 4 7 1 ?????? DF 提餾段平均相對揮發(fā)度 1 4 4 2 ?????? WD 最小回流比的計算和適宜回流比的確定 最小回流比的計算 由 Antonie 方 程 ， CT BAp ????ln ?p —— 溫度 T時的飽和蒸汽壓 T—— 溫度， K A,B,C—— Antonie 常數(shù) 吉林化工學院化工原理課程設計 4 表 常數(shù)下 AntonietF [1] A B C 苯 甲苯 則 ： 7 7 8 89 0 0 ????? ）（苯p mmHgp 1 6 4??苯 0 9 60 1 3 ?????? ）（甲苯p mmHgp ??甲苯 故 3 64 ?????? 甲苯 苯pp 最 小 回 流 比 即 為] )( [ 1]1 )1([11m i n ?? ?????????????? F DFD XXXXR 適宜回流比的確定 設計中令回流比 m in ???? RR 物料衡算 F : 進料量（ Kmol/s） FX = 原料組成（摩爾分數(shù)，下同） D ：塔頂產品流量（ Kmol/s） DX = 塔頂組成 W ：塔底殘夜流量（ Kmol/s） WX = 塔底組成 進料量 ： sk m o lhk m o lF /0 2 ?? 物料衡算式為 ： sK m o lWsK m o lDWDWDWXDXFXWDFWDF/,/5 ??????????????????????????? 因 R= sK m olDRL / 3 ?????? ? sK m olFqLL / ???????? sk m olFqVV sK m olDRV /)1(39。對于大塔徑泛點需控制在 80%以下，從以上計算的結果可知，其泛點率低于 80%，所以物沫夾帶滿足要求。/(m3/s)1物沫夾帶線2液泛線3液相負荷下限線4液相負荷上限線5漏液線6操作線 圖 35 提留段塔板負荷性能圖 吉林化工學院化工原理課程設計 18 由塔板負荷性能圖可看出 (1) 在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點 P（設計點）處在適宜操作區(qū)的適中位置。裙座內徑為 300mm,取裙座壁厚 16mm，則基礎環(huán)內徑： mmD bi 13210)~()162300( 3 ?????? 基礎環(huán)外徑： mmD bo 53210)~()162300( 3 ?????? 圓整： mmDmmD bbi 600,200 0 ?? ，基礎環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取 18mm，考慮到再沸器裙座高取 2m，地角螺栓直徑去 30M 。蒸汽選擇 ? 飽和水蒸氣，傳熱系數(shù)： )/(4 1 8 6)/(1 0 0 0 22 ChmkgChmK c a lK ???????? Ct ????? 0 3 3 由熱量衡算知 hkJQ S /339 638 4360 ???? 換熱面積 mtkQA S ???? ?? 表 所選加熱器參數(shù)表 [7] 注：摘自《金屬設備》上冊 P118 表 225 和 P135 表 228 標準圖號： JB114571239 設備型號： G273Ⅱ 254 進料管的設計 本次加料選擇高位槽加料，所以 FW 可取 。通過這段期間的課程設計，我對化工原理設計有了進一步的認識，而且對化工原理精餾這一個章節(jié)的知識更加熟悉，可以說是進一步的鞏固了。此外，在設計過程中還得到了許多同學的熱心幫助，一并給以衷心的感謝！ 參考文獻 [1] 王國勝 .化工原理課程設計 [M]. 大連：大連理工大學出版社 ,2020 [2] 陳敏恒 ,從德滋 ,方圖南 ,等 .化工原理 (上、下冊第三版 )[M]. 北京：化學工業(yè)出版社 .2020 [3] 中國石化集團上海工程有限公司 .化工工藝設計手冊 (上 )[M] 北京 :化學工業(yè)出版社 ,2020 [4] 唐倫成編著 .化工原理課程設計簡明教程 ,第一版 [M] 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社 ,2020 [5] 匡國柱 ,史啟才 .化工單元過程及設備課程設計 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [6] 劉光啟 ,馬連湘 ,劉杰 .化學化工物性數(shù)據(jù)手冊 (有機卷 )[M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [7]《 化工 設備 設計手冊 》 編寫組 .金屬設備 (上 )[M]. 上海： 上海人民出版社 ， 1975 [8] 北京化工研究院 “ 板式 塔 ” 專題組 ，浮閥塔 [M]. 北京：燃料化學工業(yè)出版社， 1972 吉林化工學院化工原理課程設計 28 附錄 2 程序框圖 yn=Xn N n 用汽液相平衡方程 x=y/（ ? （ ? 1） y）求 出Xn XnXq 由精餾段操作線方程 y=+ 求出 yn XnXw 由提餾段操作線方程 y= 求出 yn n = n+1 用汽液相平衡方程 x=y/（ ? （ ? 1） y）求出Xn 解得理論板數(shù)和進料板位置 n = n+1 輸入 1y = DX =， ? =， n=1， xf=， xw= 結束 開始 吉林化工學院化工原理課程設計 29 化工原理課程設計教師評分表 評價單元 評 價要素 評價內涵 滿分 評分 平時成績 20% 出勤 能按時到指定設計地點進行課程設計，不曠課，不遲到，不早退。 10 答辯 20％ 對設計方 案的理解 答辯過程中，思路清晰、論點正確、對設計方案理解深入，主要問題回答正確 20 指導教師綜合評定成績： 實評總分 ；成績等級 指導教師（簽名）： 2020 年 月 日 吉林化工學院化工原理課程設計 30 。我更覺得學好基礎知識的重要性，以便為將來的工作打下良好的基礎。 本次設計計算結果均符合設計要求，故本次設計是合理的。當氣體流入冷凝器時，使其液膜厚度減薄，傳熱系數(shù)增大，利于節(jié)省面積，減少材料費用。 這里選用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大，質量輕，空隙大及實用方便等優(yōu)點。 SSS LLV ??? 在操作范圍內，任取若干個 SL 值，算出相應的 SV 值 表 33液泛線 精餾段 提餾段 )/3 smLS（ )/( 3 smVS )/3 smLS（ ? )/( 3 smVS? 0 0 液相負荷上限 液體的最大流量應保證激昂也管中停留時間不低于 35s 液體降液管內停留時間 3??STfLHA? 5s 以 ? =5s 為液體在降液管中停留時間的下限 ,則 5)( m a x TfS HAL ? = sm / 6 2 33???? 漏液線 對于 1F 型重閥 ,依 0F =5 作為規(guī)定氣體最小符合的標準，則0204 NudVS ?? 精餾段 smNdVS /4 2 51 2 00 3 8 )( 32020m i n ?????? ?? 提餾段 smNdVS /3 7 51 2 00 3 8 )( 32020m i n ?????????? ?? 也想負荷下限線 取 堰 上 液 層 高 度 OWh = ， 作 為 液 相 負 荷 下 限 條 件 ， 依吉林化工學院化工原理課程設計 17 2 / 3m in3 6 0 0 ( )2 .8 4 ()1000 SWLE l=，計算出 SL 的下限值以此作出液相負荷下限線，該線為與氣體流量無關的豎直線： 取 E=,則 smlL WS / 6 0 ) 1 0 0 00 0 (3 6 0 0) 1 0 0 00 0 ()( 342/32/3m i n ????????? 由以上 15作出塔板負荷性能圖 精餾段塔板負荷性能圖162345y = 00 Ls/ （m3/ s）Vs/（m3/s）1物沫夾帶線2液泛線3液相負荷下限線4液相負荷上限線5漏液線6操作線 圖 34精餾段塔板負荷性能圖 提留段塔板負荷性能圖123456y = 00 Ls39。為了避免物沫夾帶過量，應使每千克上升氣體中帶到上層塔板的液體量控制在一定范圍內 ，才能保證一定的生產能力和塔板效率。 回流比的選擇 選擇操作回流比為最小回流比的 2倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產品經冷卻后送至儲罐。通過流體力學驗算表明此塔的工藝尺寸符合要求，由負荷性能圖可以看出此精餾塔有較好的操做性能，精餾段操作彈性為 。 教 師 評 語 .......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 附錄 4 生產工藝流程圖 .................................................................... 錯誤 !未定義書簽。由精餾段的工藝計算得到塔經 1m，塔總高 。該物系屬易分物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 倍。 加熱方式 本設計的加熱方式為塔底間接加熱。 物沫夾帶 由公式：泛點率 = %1 0 0???bFLSVLVSAKCZLV ?? ? 板上液體流經長度： mWDZZ dLL ???????? 板上液流面積： 6 2 7 8 mAAAA fTbb ???????? 圖 33 泛點負荷因數(shù) [1] 則精餾段：取物性系數(shù) K=，泛點負荷系數(shù)圖查得 ?FC ，帶入公式有： 泛點率 %% 3???? ???????F 提餾段：取系數(shù) K=，泛點負荷系數(shù)圖查得 ??FC 泛點率 吉林化工學院化工原理課程設計 15 %% 3???? ????????F 物沫夾帶是指下層塔板上產生霧滴被上升氣流帶到上層塔板上的現(xiàn)象，物沫夾帶將導致塔板效率下降。 6 1 2 39。 封頭 選取橢圓形封頭，由公稱直徑 300mm，查得曲面高度 mmh 4001 ? ，直邊高度mmh 300 ? ，故選用封頭 721120,2300 ?? JBD g 除沫器 空塔氣速較大，塔頂帶液嚴重以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設置除 沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設備的正常操作。 mARtLH TVSB )()~(/)60( 3 ???????????? ? 塔總體高度 mHHHHHHmmmNHNHHBlTTl 00 015 0)123(40 0 ??????????? ?????????頂封群提精 換熱器（進料預熱器或產品冷卻器）的設計計算 冷卻器 選取管殼式冷凝器，冷凝水循環(huán)與氣體方向相反，即逆流式。由精餾塔的附屬設備的計算可知：塔頂冷凝器的型號為 G159I252，塔底再沸器的型號為 G273II253。在老師和同學們的幫助下，我克服了種種困難課程設計圓滿完成了。