【正文】 主編 .化工原理 (上 ).天津大學(xué)出版社 ,2021. （ 2）夏清，陳常貴主編 .化工原理 (下 ).天津大學(xué)出版社 ,2021. （ 3） 盧煥章等編 .石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,1982. （ 4） 申迎華 ,郝曉剛等編 .化工原理課程設(shè)計(jì) .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021. （ 5） 王國勝主編 .化工原理課程設(shè)計(jì) .大連理工大學(xué)出版社， 2021 結(jié)束語 化工原理課程設(shè)計(jì) 26 附錄一 表一 主要符號說明 符號 意義 單位 Aa 基板鼓泡區(qū)面積 m2 Ad 降液管截面積 m2 Af 總降壓管截面積 m2 An 塔板上方氣體通道截面積 m2 Ao 浮閥塔板閥孔總截面積 m2 AT 塔截面積 m2 C 計(jì)算液泛速度的負(fù)荷因子 C20 液體表面張力為 20mN/m 時(shí)的負(fù)荷因子 化工原理課程設(shè)計(jì) 27 Co 孔流系數(shù) D 塔徑 m D 塔頂產(chǎn)品流率 Kmol/s do 閥孔直徑 m E 液流收縮系數(shù) ET 塔板效率 eV 單位質(zhì)量氣體夾帶的液沫質(zhì)量 F 進(jìn)料摩爾質(zhì)量 kmol/h FLV 兩相流動參數(shù) Fo 氣體的閥孔動能因子 (s ② 塔板的氣相負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制。 248。 )()) = 浮 閥塔排列方式采用等腰三角形插排，取同一橫排的孔心距 t = ,則可按下式估算排間距 t′ 即 t′ = Aa/Nt = (32 ) = 由于塔徑小于 800mm,所以采用整式塔板。 精餾段的平均溫度 tm = ( +)/2 = ℃ 平均摩爾質(zhì) 量 （ 1） 塔頂混合物平均摩爾質(zhì)量 由 xD = y1 = ,查平衡 曲線 （見圖 二 ）得 x1 = MLDm = 46 + 18 = kg/mol MVDm = 46 + 18 = kg/mol 化工原理課程設(shè)計(jì) 13 （ 2） 進(jìn)料板混合物平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由圖解理論板（見圖二）得 xF = , yF = MLFm = 46 + 18 = kg/mol MVFm = 46 + 18 = kg/mol （ 2） 塔底混合物平均摩爾質(zhì)量 xW = 由試差法可求得 yW = ML′ Wm = 46 + 18 = kg/mol MV′ Wm = 46 + 18 = kg/mol （ 4） 精餾段的平均摩爾質(zhì)量 MLm = ( + ) / 2 = kg/mol MVm = ( + )/2 = kg/mol （ 5） 提留段的平均摩爾質(zhì)量 ML′ m = ( + ) / 2 = kg/mol MV′ m = ( + )/2 = kg/mol 平均密度 氣相平均密度 （ 1） 精餾段氣相平均密度 ρ vm = (pmMvm)/(RTm) = ( )/( (+)) = kg/m3 （ 2） 提留段 氣 相平均密度 ρ v′ m = (pmMvm)/(RTm) = ( )/( (+)) = kg/m3 液相平均密度 （ 1） 塔頂液相平均密度 液相平均密度由下式計(jì)算， 即 1/ρ m =∑ω i/ρ i 塔頂 平均密度， 由 tD = ℃ ,查手冊得ρ 水 = kg/m3,ρ 乙醇 = kg/m3 ρ LDm = 1/（ / + /） = kg/m3 （ 2） 進(jìn)料板液相平均密度 進(jìn)料板平均密度。 ② 塔底溫度 設(shè) 塔頂溫度為 tW= ℃ 由乙醇的 Antoine 方程 lgPA* = – (t+) (a) 由水的 Antoine 方程 lgPB* = – (t+) (b) 以及 P = PA* xA + PB* (1xA) (c) 由（ a）、 (b) pA* = KPa pB* = KPa 代入 (c)中 )1( ABAA xPxPP ??? ?? = xW + (1 xW ) = KPa p(塔 底 操作壓力 )p = = ( 1%) 所以假設(shè)成立。（ 2）流體阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)能力大。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)。這些物質(zhì)經(jīng)一定的預(yù)處理后，經(jīng)水解（ 用廢蜜糖作原料部經(jīng)這一步）、發(fā)酵，即可制得乙醇。乙醇也可以作為酒精的飲料和汽車的燃料。浮閥塔在操作彈性、塔板效率、壓降、生產(chǎn)能力以及設(shè)備造價(jià)等方面都比較優(yōu)越。 4. 用簡潔的文字、清晰的圖表示表達(dá)自己設(shè)計(jì)結(jié)果的能力。 3. 迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行工程計(jì)算 的能力。本課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)水 乙醇混合液浮閥精餾塔。不同濃度的乙醇可以用來作化工原理課程設(shè)計(jì) 6 為消毒劑。發(fā)酵法的原料可以是含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品，如谷類、薯類或野生植物果實(shí)等；也可用制糖廠的廢糖蜜；或者用含纖維素的木屑、植物莖稈等。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程 （ 精餾是利用物質(zhì)沸點(diǎn)的不同，多次進(jìn)行混合蒸汽的部分冷凝和混合 液的部分蒸發(fā)的過程，以達(dá)到分離目的） 。 F1 型浮閥的結(jié)果簡單、制造方便、節(jié)省材料、性能良好，廣泛應(yīng)用在化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（ JB16868）內(nèi)， F1型浮閥又分輕閥和重閥兩種，但一般情況下都采用重閥，只有處理量大且要求壓強(qiáng)降很低的系統(tǒng)中，才用輕閥。在較大的氣、液負(fù)荷或波動時(shí)，仍能維持較高的傳質(zhì)速率。 化工原理課程設(shè)計(jì) 10 0204060801001200 20 40 60 80 100 120y /%x /% 圖二 求理論塔板層數(shù)的圖解法 求解結(jié)果為： 總理論板層為 NT = 19 (不包括再沸器 ) 精餾段的理論板層數(shù) N 精 = 14 提留段的理論板層數(shù) N 提 = 5（包括進(jìn)料板） 進(jìn)料板位置的確定 由圖二可知： 進(jìn)料板位置 NF = 15 實(shí)際板層數(shù)的 初步 求取 設(shè) ET = 54% 則 精餾段實(shí)際板 層數(shù) N 精 = 14/ = 26 提留段實(shí)際板層數(shù) N 提 = 5/ = 9 總實(shí)際板層數(shù) Np = N 精 + N 提 = 35 塔板總效率估算 （ 1） 操作壓力計(jì)算 塔頂操作壓力 pD = p 當(dāng)?shù)? + p 表 = + 4 = kpa 每層的塔板壓降 △ p = kpa 塔底的操作壓力 PW = PD + 35 = kpa （ 2） 操作溫度計(jì)算 ① 塔頂溫度 設(shè) 塔頂溫度為 tD= ℃ 化工原理課程設(shè)計(jì) 11 由乙醇的 Antoine 方程 lgPA* = – (t+) (a) 由水的 Antoine 方程 lgPB* = – (t+) (b) 以及 P = PA* xA + PB* (1xA) (c) 由（ a）、 (b) pA* = KPa pB* = KPa 代入 (c)中 )1( ABAA xPxPP ??? ?? = xD + (1 xD ) = KPa p(塔頂操作壓力 ) p = = ( 1%) 所以假設(shè)成立。 化工原理課程設(shè)計(jì) 12 實(shí)際板層數(shù)的確定 取塔板實(shí)際總效率 ET = 則 精餾段實(shí)際板層數(shù) N 精 = 14/≈ = 26 提留段實(shí)際板層數(shù) N 提 = 5/ ≈ = 9 實(shí)際總板數(shù) Np = 35 第三 章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作壓力 塔頂操作壓力 pD = p 當(dāng)?shù)? + p 表 = + 4 = kpa 每層的塔板壓降 △ p = kpa 進(jìn)料板壓 力 PF = + 26 = kpa 精餾段平均 壓力 Pm = ( + ) / 2 = kpa 操作溫度 依據(jù)操作壓力，由于泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中乙醇和水的飽和蒸汽壓由安托尼方程式計(jì)算，計(jì)算過程如下（塔頂溫度計(jì)算過程見 ②，這里不再重復(fù)計(jì)算） 設(shè) 進(jìn)料板 溫度為 tW = ℃ 由乙醇的 Antoine 方程 lgPA* = – (t+) (a)