【正文】 即使很緩慢，終究也會勝利的，那些付出依然也是有價(jià)值的。 最后，感謝老師的精心講解，讓我們可以從什么都不懂到獨(dú)自完成這整個設(shè)計(jì)，也感謝陪我一起走過這兩周的人 ！ 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 42 參考文獻(xiàn) 1. 匡國柱、史啟才 ，《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx年。 7.《化工原理》（ 上、 下冊） 、史啟才 《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì) 》 化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 年 附錄一 主要符號說明 符號 意義與單位 符號 意義與單位 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 43 A 塔板上方氣體 通道截面積 m2 E 液流收縮系數(shù) Aa 塔板上有效傳質(zhì)區(qū)面積 m2 ev 單位質(zhì)量氣體夾帶的液沫質(zhì)量 Ad 降液管截面積 m2 F0 氣體的動能因子 kg1/2/(s*m1/2) F1 實(shí)際泛點(diǎn)率 Ao 板孔總截面積 m2 Nt 理論塔板數(shù) AT 塔截面積 m2 Np 實(shí)際塔板數(shù) b 液體橫過塔板流動時(shí)的平均寬度 m n 浮閥個數(shù) bc 塔板上邊緣寬度 m p 系統(tǒng)總壓力 kPa 組分分壓 kPa bd 降液管寬度 m Δ pf 塔板阻力降 N/ m2 bs 塔板上入口安定區(qū)寬度 m Φ 熱負(fù)荷 w(kw) b’s 塔板上出口安定區(qū)寬度 m qnD 餾出液摩爾流量 kmol/h C 計(jì)算液泛速度的負(fù)荷因子 qnF 進(jìn)料摩爾流量 kmol/h C20 液體表面張力 20mN/m 時(shí)的負(fù)荷因子 qm 質(zhì)量流量 kmol/h Co 孔流系數(shù) qnL 液相摩爾流量 kmol/h D 塔徑 m qnv 氣相摩爾流量 kmol/h do 篩孔直徑 m qnW 釜液摩爾流量 kmol/h ET 塔板效率 液流收縮系數(shù) qn Lh 液相體積流量 m3 /h qnLs 液相體積流量 m3 /s hσ 克服液體表面張力的阻力 m qnVh 氣相體積流量 m3 /h how 堰上方液頭高度 m qnVs 氣相體積流量 m3 /s hw 堰高 m R 回流比 K 相平衡常數(shù) r 摩爾汽化潛熱 kJ/kmol k 塔板的穩(wěn)定性系數(shù) T 熱力學(xué)溫度 K lw 堰長 m 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 44 t 攝氏溫度 ℃ M 摩爾質(zhì)量 kg/kmol FLV 兩相流動參數(shù) ρ 密度 kg/m3 f 汽化分?jǐn)?shù) σ 液體表面張力 mN/m Hd 氣相摩爾焓 kJ/kmol τ 時(shí)間 s H’d 降液管內(nèi)清液層高度 m Φ 降液管中泡沫層的相對密度 Hf 降液管內(nèi)泡沫層高度 m ? 篩板的開孔率 HT 塔板間距 m B 液沫夾帶分?jǐn)?shù)，浮閥固定底邊尺寸 m hb 降液管底隙 m u 設(shè)計(jì)或操作氣速 m/s hd 液體流過降液管底隙的阻力m ua 通過有效傳質(zhì)區(qū)的氣速 m/s hf 塔板阻力（以清液層高度表示 m） uf 液泛氣速 m/s ht 塔板上的液層阻力（以清液層高度表示 ） m uo 篩?？傊?，通過這次課程設(shè)計(jì)，豐富了我各個方面的知識，我受益匪淺。 在進(jìn)行各種計(jì)算以及參數(shù)選擇的時(shí)候，常常遇到進(jìn)退兩難或者無從下手的情況 ，但是 要想學(xué)到真正的應(yīng)用知識，這是一次很好的鍛煉機(jī)會。 將本設(shè)計(jì)的控制方案列于下表 序號 位置 用途 控制參數(shù) 介質(zhì)物性ρ L(kg/m3) 1 FIC01 進(jìn)料流量控制 0－ 3000 kg/h 丙烷 丙稀 ρ L= 2 FIC02 回流定量控制 0－ 1500 kg/h 丙稀 ρ L=465 3 PIC01 塔壓控制 0－ 2MPa 丙稀 ρ V=30 4 LIC02 回流罐液面控制 0－ 1m 丙稀 ρ L=465 5 LIC01 釜液面控制 0－ 3m 丙烷 ρ L=450 6 TIC01 釜溫控制 40－60℃ 丙烷 ρ L=450 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 40 第七章 設(shè)備評估及心得體會 設(shè)備評估 對于篩板塔的評估，通過負(fù)荷性能圖 可以看出，設(shè)設(shè)計(jì)點(diǎn)位于正常操作區(qū)內(nèi)，表明該塔的設(shè)計(jì)符合要求，并且對氣液負(fù)荷的波動有一定的 適應(yīng)能力。走殼程。 s) = 82824 = = = 3767Pa ④管內(nèi)動能 變化產(chǎn)生阻力△ P4 動量變化引起的阻力系數(shù) :` = = ⑤ 管程出口段阻力△ P5 a. 氣相流動阻力△ Pv5 Tii NdWG ?biGD??Re eR???biBC GdLP ?? 2 22 ???xGGV ?VViV Gd??Re754 VeV R???VViCDVV GdLP ?? 2 23 ???bLiL Gd??Re LeL R???bLiCDLL GdLP ?? 2 23 ???41 /4L1 /4V3 )P P(P 33 ?????1)1()1( 22 ????? LeVbL e RxRxM ??bMGP ?/24 ??丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 29 =(m2dfOWWd hhhhH ??????丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 22 ??????????guhlv020 ?? ?????? ?? hhh owwl ? 0 將各式代入可得液泛方程線： 2632329 V L hV L hV V h qqq ??? ?????? 即 21223257 )( V L hV L hV V h qqq ?????? 操作彈性 364 5 0/2 7 0 0)/()( m inm a x ???? v v hv v h qq 由負(fù)荷性能圖可知，設(shè)計(jì)點(diǎn)在負(fù)荷性能圖中的位置較適中，有較好的操作彈性和適宜裕度，其他性能均滿足要求，故本設(shè)計(jì)較合理。 KCAqFFTvlvvvs1 ????? = Z=D2 db = AAA dTb 2?? = KCAZqqFFbv lsvlvvvs ?????1 ??? = 故不會產(chǎn)生過量的液沫夾帶。ye= 由公式 得 ： minR = R = minR = 3．全塔物料衡算 nFq = nDq + nWq nFq Fx = nDq Dx + nWq Wx nFq =80 kmol/h， Fx ＝ 65%， Wx ＝ 2％ Dx ＝ 98％ 解得 ： nDq =, nWq = 精餾段 ： 111 ?????? RxxR Ry Dnn= nx + nDnL Rqq ? =*=nDnV qRq )1( ?? =(+1)*=nFnLnL qqqq ??39。 3） 調(diào)節(jié)裝置 由于實(shí)際生產(chǎn)中各狀態(tài)參數(shù)都不是定值，應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖靡欢〝?shù)量的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證達(dá)到生產(chǎn)要求，可設(shè)雙調(diào)節(jié)，即自動和手動兩種調(diào)節(jié)方式并存，且隨時(shí)進(jìn)行切換。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進(jìn)行全部或部分冷凝。 再沸器的作用是將塔底液體部分汽化后送回精餾塔，使塔內(nèi)氣液兩相間接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行。 R 的選擇 適宜回流比一般選擇為最小回流比的 — 倍，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對于難分丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 7 離的物系，宜選用較大回流比，而在能源相對緊張的地 區(qū)，為減少加熱介質(zhì)的消耗量，就選取回流比較小的操作。另外，這種塔的板效率高。 表 板式塔和填料塔的性能比較 板式塔 填料塔 壓力降 一般比填料塔大 小，適于要求壓力降小的場合 空塔氣 速 （生產(chǎn)能力） 小 大 塔效率 穩(wěn)定，大塔比小塔有所提高 塔徑在 1400mm 以下效率較高；塔徑增大，效率常會下降 液氣比 適應(yīng)范圍較大 對液體噴淋量有一定要求 持液量 較大 較小 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 6 安裝維修 較容易 較困 難 造價(jià) 直徑大時(shí)一般比填料塔低 直徑小于 800mm,一般比板式塔便宜；直徑增大，造價(jià)顯著增加 在本次設(shè)計(jì)中采用板式塔，一方面板式塔的設(shè)計(jì)比較成形，可借鑒的數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)結(jié)果較多；另一方面，板式塔的造價(jià)相對低廉，安裝維修都更為簡便。精餾過程在能量劑驅(qū)動下（有時(shí)加質(zhì)量劑），使氣、液兩相多次直接接觸和分 離，利用液相混合物中各組分揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。 ........................................... 20 ...................................................... 20 2． 4 負(fù)荷性能圖 .......................................................... 20 第三章 再沸器的設(shè)計(jì) ................................................... 23 設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)條件 .................................................... 23 ............................................. 23 ．再沸器殼程與管程的設(shè)計(jì) ........................................... 23 ......................................................... 23 估算設(shè)備尺寸 ......................................................... 24 傳熱系數(shù)的校核 ........................................................ 24 K................................................... 24 . 蒸發(fā)段傳熱系數(shù) KE計(jì)算 ............................................ 25 ................................................ 26 .......................................................... 26 ...................................................... 26 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 4 循環(huán)流量校核 .......................................................... 27 .................................................... 27 ．循環(huán)阻 力⊿ Pf .................................................... 27 第四章 管路設(shè)計(jì) ...................................................... 30 物性參數(shù) ............................................................. 30 進(jìn)料管 ............................................................... 30 塔頂蒸汽管： .......................................................... 31 塔頂產(chǎn)品管 ........................................................... 31 回流管 ..............