【正文】 4 0 5 1??? nm m n? 31 n sol 0 ??? m sol 1 ??? s o l F in d n m??( ) 14 .1 5 6 8 416 .8 4 3 16?? ????? RC LDD?? Qc RC 1?? ? D HV1 HLD?? ??? L 1 D R 7 .0 2 5 5 10 4? m o lhr??? H V1 2 1 6 9 2 . 1 2 x AD 1 4 3 6 6 . 7 6 x BD? 0 0 2 8 .9 2 x CD? 7 5 1 1 .2 2 2 x DD? 1 . 5 6 4 4 7 10 4???? calmol H V2 2 1 7 6 6 . 0 4 x AD 1 4 4 5 9 . 4 3 x BD? 1 0 1 4 1 . 3 5 x CD? 7 6 2 4 .9 9 8 x DD? 1 . 5 9 2 10 4???? calmol H L1 1 4 7 1 6 . 1 7 x AD 6 4 1 0 .6 0 3 x BD? 1 2 3 2 .5 7 1 x CD? 1 6 2 5 .3 3 6 x DD? 8 . 0 6 5 8 7 10 3???? calmol H LD 1 2 5 6 1 . 0 4 x AD 3 8 1 0 .2 7 8 x BD? 1 8 2 7 .1 4 9 x CD? 4 7 4 0 .6 2 5 x DD? 5 . 5 5 0 8 8 10 3???? calmol 化工原理課程設(shè)計(jì) 20 全凝器負(fù)荷 冷凝器負(fù)荷 冷卻器負(fù)荷 塔頂產(chǎn)品帶出的熱量 L D L 1 HV2 HL1?? ?HV1 HLD? 5 .4 6 6 6 3 10 4? m o lhr??? RC LDD ??? Q ca R C 1?? ? Dm o lhrH V1 H LD?? ? 8 .4 8 2 4 9 10 8???? calhr Q c R C 1?? ? Dm o lhrH V1 H L1?? ? 6 .3 6 8 9 9 10 8???? calhr Qd Qca Qc? 2 .11 3 5 10 8???? calhr calhr QD Dm o lhr HLD 3 0 2 9 10 8???? e 0?? H LF 1 5 3 1 9 . 5 1 x AF 7 1 2 8 .3 5 8 x BF? 2 0 7 4 .8 9 8 x CF? 7 7 6 . 1 9 2 2 x DF? 5 . 0 5 2 2 1 10 3???? calmol QF F HLF 10 8???? calmol H W 1 6 1 6 5 . 1 9 x AW 8 1 2 4 .6 4 3 x BW? 3 2 4 1 .3 5 9 x CW? 3 9 5 . 0 1 2 3 x DW? 2 . 8 4 1 2 4 10 3???? calmol QW W HWm o lhr9 .16 8 3 10 7???? calhr 化工原理課程設(shè)計(jì) 21 散失于周?chē)臒崃? 確定冷卻水及加熱蒸汽的用量 冷卻水 計(jì)算匯 總?cè)缦卤? 表 41 熱量衡算表 進(jìn)料熱量 cal/hr *10^8 塔底再沸器的熱負(fù)荷 cal/hr *10^8 合計(jì) cal/hr *10^8 塔頂全凝器的熱負(fù)荷 cal/hr *10^8 塔頂產(chǎn)品帶出熱量 cal/hr *10^8 損失的熱量 cal/hr *10^7 塔底產(chǎn)品帶出的熱量 cal/hr *10^7 合計(jì) cal/hr *10^8 Q B Q ca Q D? Q W? Q F?? ?1 0 .0 5? 8 .3 3 2 1 1 10 8???? calhr Q1 QB 4 .16 6 0 5 10 7???? calhr cpH2O ?? JkgkC t2 35?? t1 25?? G C 4 .18 7 Qcac p H 2 O t 2 t 1?? ? 8 .4 9 6 4 9 10 4???? rB 2047900Jkg?? GB 4 .18 7 QBr BJkg 0 3 5 3 10 3???? kghr kghr 化工原理課程設(shè)計(jì) 22 第五章 .板式精餾塔塔板設(shè)計(jì) Simth法 第一組板間距 600mm 苯 甲苯 乙苯 鄰二甲苯kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3 T D = ℃氣體液體 精餾段，以第一塊板為例 液相密度 氣相密度 液相流率 ? L 1x AD7 7 9 . 6 3 9 kgm 3??????x BD7 7 9 . 7 2 9 8 kgm 3??????? x CD7 8 5 . 5 4 7 6 kgm 3??????? x DD8 0 1 . 8 3 7 6 kgm 3???????????????7 7 9 . 8 1 8 1 8 kgm 3??? ? V 2 . 8 8 9 kgm 3 x AD 3 . 4 5 3 kgm 3 x BD? 4 . 0 2 2 kgm 3 x CD? 4 . 0 2 8 kgm 3 x DD? 3 . 3 4 4 6 4 kgm 3??? L1 10 4? molhr? M d M A x AD M B x BD? M C x CD? M D x DD? 0 .0 8 9 4 4 kgm o l??? L 11 L 1 Md 6 .2 8 3 7 6 10 3? kghr??? L 12 L 11?L 79 8 m3hr??? V 1 R 1?( ) D 9 .9 6 2 4 9 10 4? m o lhr??? V11 V1 Md 8 .9 1 0 6 7 10 3? kghr??? V12 V11?V 2 .6 6 4 1 6 10 3? m3hr??? 化工原理課程設(shè)計(jì) 23 設(shè)塔板間距為 HT := 600mm = 板上液層高度為 hL := 70mm = 則 HT hL = 由 Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可得 C20 := 表 51 各組分的表面張力 苯 甲苯 乙苯 鄰二甲苯N/m N/m N/m N/m 取第二組板間距 450mm HT := 450mm = 板上液層高度為 hL := 70mm = 則 HT hL = L 12V12??? ????L?V??? ???0 .5 618? ? 0 . 0 1 7 3 5 3 Nm x AD 0 . 0 1 8 1 6 7 Nm x BD? 0 . 0 1 9 2 4 3 Nm x CD? 0 . 0 2 0 3 9 1 Nm x DD? 0 . 0 1 8 0 2 Nm??? C C 20?Nm0 .0 2????????0 .2ms 0 .11 4 5 8 ms??? u m a x C ? L ? V?? ?? V 4 5 8 1 ms??? u um ax 20 7 ms??? D 4 2 .6 1 6 7 10 3?? ?? 2 2 0 7 3 6 0 0 m 0 .8 7 0 2 3 m??? 化工原理課程設(shè)計(jì) 24 由 Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可得 C20 := 取第三組板間距 500mm HT := 500mm = 板上液層高度為 hL := 70mm = 則 HT hL = 由 Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可得 C20 := ? 0 . 0 1 7 3 5 3 Nm x AD 0 . 0 1 8 1 6 7 Nm x BD? 0 . 0 1 9 2 4 3 Nm x CD? 0 . 0 2 0 3 9 1 Nm x DD? 0 . 0 1 8 0 2 Nm??? C C 20?Nm0 .0 2????????0 .2ms 0 .0 7 8 3 5 ms??? u m a x C ? L ? V?? ?? V 3 7 2 ms??? u um ax 56 ms??? D 4 2 .6 1 6 7 10 3?? ?? 0 .8 3 5 6 3 6 0 0 m 5 2 4 m??? ? 0 . 0 1 7 3 5 3 Nm x AD 0 . 0 1 8 1 6 7 Nm x BD? 0 . 0 1 9 2 4 3 Nm x CD? 0 . 0 2 0 3 9 1 Nm x DD? 0 . 0 1 8 0 2 Nm??? C C 20?Nm0 .0 2????????0 .2ms 0 .10 7 7 2 ms??? u m a x C ? L ? V?? ?? V 4 13 6 ms??? 化工原理課程設(shè)計(jì) 25 表 52 smith 法精餾段塔徑計(jì)算表 H T D D 圓整 H T DDm m m m m m m m1 450 1200 6480000002 500 1000 5000000003 600 1000 600000000Smith法 三者對(duì)比后， H為 500mm時(shí)，最佳 波津法 取第一組板間距 600mm 取第二組板間距 450mm D 4 2 .6 1 6 7 10 3?? ?? 8 9 5 3 6 0 0 0 .8 9 7 4 9??? u um ax 89 5 ms??? HT 600mm?? umax 0 .0 5 5 g H T1 2 L 12V 12??? ??? ? L? V?? L ? V?? V??? ??? 1 .8 6 0 8 8 ms? umax ?? K ?? Ks ?? u K Ks um a x 46 6??? D 4 2 .6 1 6 7 10 3?? ?? 0 4 6 6 3 6 0 0 m 0 .8 4 2 2 3 m??? HT 450mm?? 化工原理課程設(shè)計(jì) 26 取第三組板間距 500mm 表 53 波津法 精餾段塔徑計(jì)算 結(jié)果表 波津法 HT D D 圓整 HTDD mm mm mm mm 1 450 1000 450000000 2 500 1000 500000000 3 600 1000 600000000 三者對(duì)比后 HT為 450mm 時(shí)最佳?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)的目的和要求是：提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)的能力；提高分析問(wèn)題和獨(dú)立工作的能力；培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；提高工程繪圖的能力。 二、原 始 數(shù) 據(jù) 原 料 處理量 160 噸 /天 組成（質(zhì)量分率） 苯， ；甲苯， ； 乙苯 ；鄰二甲 苯 ； 進(jìn)料狀態(tài)（氣化分率） 0 產(chǎn)品要求 塔頂產(chǎn)品 甲 苯收率≥ % 塔底產(chǎn)品 乙 苯收率≥ 98% 三、 設(shè)計(jì)要求 1. 用 Mathcad 、 Excel 或手算完成塔的簡(jiǎn)捷計(jì)算及塔板設(shè)計(jì)、換熱器等的選用 2. 若在設(shè)計(jì)前已完成 Aspen plus 或 ProⅡ軟件的學(xué)習(xí)，采用軟件完成 塔的嚴(yán)格設(shè)計(jì) 3. 用 Autocad 繪制流程簡(jiǎn)圖、浮閥排列圖、塔體總圖及塔盤(pán)裝配圖 4. 說(shuō)明書(shū)（電子版） 5. 提交電子版文檔及紙板：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、計(jì)算源程序、圖紙 發(fā)出日期 2021 年 8 月 19 日 交入日期 2021 年 9 月 6 日