【正文】 苯 σ B 氯苯 液體平均表面張力依下式計(jì)算，即 iiLm x?? ?? 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 ℃?Dt ， 用內(nèi)插法得 第 17 頁(yè) 8580 , ????? AD?， N/, ?AD? 8580 , ????? BD? , m N /, ?BD? m N / ?????LD? 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 由 ℃?Dt ， 用內(nèi)插法得 11085 , ????? AF?， N/, ?AF? 11085 , ? ???? BF? , m N /, ?BF? mN/ ?????LF 塔底液相平均表面張 力的計(jì)算 由℃?Wt， 用內(nèi)插法得 115110 , ????? AW?，N/, ?AW? 115110 , ????? BW? , mN/ , ?B mN/ ?????LW? 精餾段液相平均表面張力為 mN/ )( ???L 提鎦段液相平均表面張力為 mN/ )(39。 故精餾塔的有效高度為 L ??? 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì) 算 因塔徑為 ，所以采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、凹形受液盤，且不設(shè)進(jìn)口內(nèi)堰。39。 ? 凹形受液盤及平直堰，不設(shè)進(jìn)口堰。 5 . 9 1 1 3 . 1 9 6 1 0 . 5 7vFu? ? ? ? ? 所以閥孔動(dòng)能因子變化不大，仍在 9~12 的合理范圍內(nèi)，故此閥 孔實(shí)排數(shù)適用。本 第 27 頁(yè) 設(shè)計(jì) 39。 第 29 頁(yè) 由于塔徑較大，所以取泛點(diǎn)率 1 80F??，依上式有 ??? ??? ss LV 整理后得 ?? SS LV 即 SS LV ?? 即為負(fù)荷性能圖中的線 (1) 此式便為霧沫夾帶的上限線方程，對(duì)應(yīng) 一條直線。/。/39。 第 31 頁(yè) 由式 秒～ 53???STf L HA? 可知，液體在降液管內(nèi)最短停留時(shí)間為 3～ 5 秒。)( 32020min ?????? ??,即負(fù)荷性能圖中的線 (y4’ )。 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得氣相負(fù)荷上限 smVs /39。9 1 . 8 8 / 9 1 . 8 8 5 5 . 2 1 5 0 7 2 . 6 9 /WWM k g m o lD M W k J k g?? ? ? ? ? ? ?? ?1?????????????? VBDVADLDVD HXHXII ? ? ? ?kgkJIIDRQ LDVDC/16???????? 第三章 輔助設(shè)備 冷凝器的選型 本設(shè)計(jì)冷凝器選用重力回流直立或管殼式冷凝器 原因：因本設(shè)計(jì)冷凝器與被冷凝氣體走管間，對(duì)于蒸餾塔的冷凝器，一般選管殼式冷凝器或空冷器，螺旋板式換熱器，以便及時(shí)排 出冷凝液。 第 39 頁(yè) 殼程數(shù) 1 折流擋板形式 圓缺形 冷凝器的核算 管程對(duì)流傳熱系數(shù)α 1 該型號(hào)換熱器總管數(shù)為 136 根，由于雙管程，所以管程的截面積 A1為 smA / 21 ???? ? 這樣，管內(nèi)冷卻水的實(shí)際流速 1 58332 0 . 7 6 0 /9 9 6 . 3 3 6 0 0 0 . 0 2 1 4u m s???? 33111 ?????? ?? ?Pr CP 對(duì)流傳熱系數(shù) 0 .8 0 .41 0 .0 2 3 R e P rd?? ? 111 30 .0 2 0 .7 6 0 9 9 6 .3R e 1 7 9 1 60 .8 4 5 3 1 0du ?? ???? ? ?? 3311 4 . 1 7 6 1 0 0 . 8 4 5 3 1 0P 5 . 6 10 . 6 2 9 3Pr C ???? ? ??? 對(duì)流傳熱系數(shù) 0 .8 0 .41 0 .0 2 3 erRPd?? ? )/(3446 7 9 1 2Kmw ?????? 計(jì)算殼程流體對(duì)流傳熱系數(shù) 0? 00310000 ?????????????????????????wPe Cud ??? ?? ?? 取換熱列管中心距 t=32mm?，F(xiàn)用埃索法來(lái)計(jì)算殼程壓降。 d0─換熱管外徑， m。 14 4 1 . 3 4 1 0 . 2 9 2 2 9 23 . 1 4 1 6 2 0VD m m mu? ?? ? ? ?? 塔底進(jìn)氣管 采用直管取氣速 23 /u m s? ，則 24VD u?? 24 4 1 . 2 9 0 . 2 6 7 2 6 73 . 1 4 1 6 2 3VD m m mu? ?? ? ? ?? 筒體與封頭 筒體 1 .0 5 6 1 4 0 0 0 .2 4 .1 22 1 2 5 0 0 .9 mm? ??? ? ??? 壁厚選 6mm，所用材質(zhì)為 A3 封頭 封頭分為橢圓形封頭、蝶形封頭等幾種，本樣封設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 D=，可查得曲面高mmh 1501?,直邊高度 0 40h mm? ，內(nèi)表面積 mmF，容積30396. mmV。由于裙座內(nèi)徑800mm ,故裙座壁厚取 16mm。 在精餾塔的設(shè)計(jì)過程中，需要查 閱大量的資料和非常多的計(jì)算。 二是計(jì)算。 在此特別感謝帶我們的王老師，通過他的指導(dǎo)讓我們圓滿完 成了這次的課程設(shè)計(jì)，在此非常的感謝。找資料其實(shí)不難，關(guān)鍵是如何去辨別找到的資料是否有用，有時(shí)會(huì)找到兩套不同的數(shù)據(jù)，然后就得自己去辨別了。 B s v TH ( tL 39。 0 .1 0 7LVVu k k??????且 8 0 2 . 0 8 2 . 8 40 . 1 0 7 1 . 7 9 5 /2 . 8 4 ms?? ? ? 除沫器 直徑 4 4 1 . 3 4 1 0 . 9 5 13 . 1 4 1 6 1 . 7 9 5SVDmu? ?? ? ?? 選取不銹鋼除沫器 類型：標(biāo)準(zhǔn)型；規(guī)格： 40100；材料：不銹鋼絲網(wǎng)（ 1Cr18Ni19Ti） ；絲網(wǎng)尺寸：圓絲 。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管，管徑計(jì)算如下： 4 SFVD u?? 取 Fu ? ， /SV m s? 4 0 .0 0 3 5 7 5 3 .33 .1 4 1 6 1 .6D m m???? 回流管 采用直管回流管，取 Ru ? 。 u0─按殼程流通截面積 A0計(jì)算的流速，而 A0=h(DnCd0)。 取管壁粗糙ε =,相對(duì)粗糙度 520id? ??，查λ Re 關(guān)聯(lián)圖可知摩檫因數(shù)λ =。2139。 原因：冷卻水方便易得，清潔不易結(jié)垢，升溫線越高，用水量越小，但平均溫差小，傳熱面積大，綜合考慮選擇 15℃。 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得氣相負(fù)荷上限 smVs / 3m ax ? ,氣相負(fù)荷下限 smVs / 3m in ? ，所以可得 ??? ssVV操作彈性 提餾段負(fù)荷性能圖如下： 第 34 頁(yè) 在操作性能圖上，作出操作點(diǎn) A，連接 OA，即為操作線。 提鎦段：smFNdVvs/ 39。 液相負(fù)荷上限線 為了使降液管中液體所夾帶的氣泡有足夠時(shí)間分離出，液體在降液管中停留時(shí)間不應(yīng)小于 3～ 5s。323。2 0 6。從以上計(jì)算的結(jié)果可知，其泛點(diǎn)率都低于 80%，所以霧沫夾帶量能滿足 干氣）（液） /k g ( kgeV ?的要求。 (5)堰上液流高度 owh 前已求 出 mhow ? 這樣 mhhhhhH owdwfd 1 6 0 1 8 ??????????? 為了防止液泛，按式： )( wTd hHH ??? ，取校正系數(shù) ?? ，選定板間距 ?TH , mhw ? mhH wT 2 4 )0 4 ()( ?????? 從而可知 mhHmH wTd 2 4 )(1 2 ???? ?，符合防止液泛的要求。7 5 6 5t mm t mm??、 的等腰三角形叉排方式排列，則設(shè)計(jì)條件下的閥孔氣速為smNdV s /)( 39。39。 ????? owLw hhh 驗(yàn)證： 39。 ?????mWmLs MLL ? 液相體積流量/39。 ,39。 ? ? ? ? ????????? FBFAm xx ?? o g6 1 o g6 1 ????? mTE ? 實(shí)際塔板數(shù) pN （近似取兩段效率相同） 精餾段：?pN塊，取121?pN塊 提餾段：??p塊，取102塊 總塔板數(shù)2221 ??? ppp NN塊 第 14 頁(yè) 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 計(jì)算平均溫度 mt 利用表 11數(shù)據(jù)，由拉格朗日差值法可得 塔頂溫度 9080 ???? ? Dt , ℃?Dt 加料板 9080 ???? ? Ft ， ℃?Ft 塔底溫度 140130 ????? Wt，℃92135Wt 精餾段平均溫度 ? ? ???mT ℃ 提鎦段平均溫度 ? ? ℃39。12121111101099887665544337??????????????????????????????wfxxyxyxyxyxyxxyxyxyxyxy據(jù)代入提餾段方程中。 第 11 頁(yè) 010 1xyy=xf(x) 圖 11 苯 — 氯苯混合液的 x— y圖 在 yx~ 圖上，因 1?q ，查得?ey，而?? Fe xx， ?Dx 。而且浮閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負(fù)荷的變動(dòng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)，因而在較寬的氣體負(fù)荷范圍內(nèi)，均能保持穩(wěn)定操作。 塔頂選用全凝器。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至儲(chǔ)罐。為實(shí)現(xiàn)高純度 的分離已成為蒸餾方法能否廣泛應(yīng)用的核心問題，為此而提出了精餾過程。蒸餾是分離均相混合物的單元操作之一，精餾是最常用的蒸餾方式，是組成化工生產(chǎn)過程的主要單元操作。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。 選 R=。 從苯 — 氯苯的相關(guān)物性中可看出它們可近似地看作理想物系。 平均相對(duì)揮發(fā)度 ?? ，則，汽液平衡方程為： xxxxy )1(1 ????? ?? 確定操作的回流比 R 將表 31中數(shù)據(jù)作圖得 yx~ 曲線。s 0. 利用差值法求得 ： smPa?? ， sm ??B? 。 ???L 汽相平均密度 mVρ, 精餾段： ? ? 3, kg / ??? ??? m mVmv RTMp? 提鎦段 ：? ? 339。39。3/2 ?????owh（滿足要求） m0 3 6 2 3 39。 ????? ow so ul L mmhh w 39。現(xiàn)按 39。這樣，氣流經(jīng)一層，浮閥塔板的靜壓頭降 fh 為 mhhhh lcf 0 6 3 ?????? ? 第 26 頁(yè) 換算成單板壓降 K paPaghP Lff ??????? ? (設(shè)計(jì)允許值 ) 降液管中清夜層高度 dH 式 owdwfd hhhhhH ?????? (1)計(jì)算氣相通過一層塔板的靜壓頭降 fh 前已計(jì)算 mhf ? (2)計(jì)算溢流堰（外堰）高度 wh 前已計(jì)算 mhw ? (3)液體通過降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進(jìn)口堰，所以可用式 20 ????????? hLLhwsd 式中mhmLm ws , 0 ??? 2 ??????? ???dh m (4)塔板上液面落差 h? 由于浮閥塔板上液面落差 h? 很小，所以可忽略。 ????? ???F 為避免霧沫夾帶過量，對(duì)于大塔，泛點(diǎn)需控制在 80%以下。所以板上?????????????????????32000 1000)(液 層層靜壓頭 降wswowwLl lLEhhhhh ??? 液體表面張力所造成的靜壓頭 ?h 和液面落差 h? 可忽略 液體經(jīng)過降液管的靜壓頭降可用式 20 ????????? hlLhwSd 則 LdcdLLcwT hhhhhhhhH ）（＋＋ 00 1)( ??? ??????? 第 30 頁(yè) ?????????????????????????????3202020 36001000 w Sww SLv lLhhlLgu ）（ ??? 式中閥孔氣速 0u 與體積流量有如下關(guān)系 NdVu S200 4?