【正文】 整個系統(tǒng)無法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。它是連續(xù)進行多次部分汽化和部分冷凝的過程，是可以讓混合液體得到較為充分分離的連續(xù)操作。篩板塔是最早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備之一，五十年代之后通過大量的工業(yè)實踐，逐步改進了設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)。實際化工生產(chǎn)中常需要進行液體混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的。實際加料位置在第 19 塊板。根據(jù)經(jīng)驗式算得全塔效率為 。飽和水蒸氣走殼程，進料液走管程。近年來與浮閥塔一起成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備。一、精餾原理及其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用生產(chǎn)中所處理的原料中間產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物，其中大部分是均相混合物。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備下列各種基本要求：（1）氣(汽)、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。因此我們要根據(jù)不同的因素選擇不同的塔型。浮閥塔是在泡罩塔的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它主要的改進是取消了升氣管和泡罩，在塔板開孔上設(shè)有浮動的浮閥，浮閥可根據(jù)氣體流量上下浮動，自行調(diào)節(jié)，使氣縫速度穩(wěn)定在某一數(shù)值。（3）塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。 eqx???因 為 由 相 平 衡 方 程 ? 取 操 作 回 流 比 為 ???*logBPAtC???吉林化工學院化工原理課程設(shè)計4 求精餾塔氣液相負荷精餾段： ??? (1)(1)??提餾段： .034qF ()972(.)????? 操作線方程的確定精餾段操作線方程： 11??RxyDnn得： .(5)??提餾段操作線方程： 1nnWLyxV???得： ..(6)??解（5） （6）得： 03,53qqxy 精餾塔理論塔板數(shù)及理論加料位置采用相平衡方程與操作線方程式逐板計算法編程（程序見附錄一）求得各理論板氣液相組成（見表 13）：表 13塔板 1 2 3 4 5 6氣相組成 液相組成 塔板 7 8 9 10 11 12氣相組成 液相組成 塔板 13 14 15 16 17 18氣相組成 液相組成 由逐板計算發(fā)求得總理論板數(shù)為 18 塊板（包括塔釜） ，精餾段板數(shù)為 10 塊，提餾段需要 8 塊板，第10 塊板加料。==.4CDWt??查得 。.65, cW???（3）開孔區(qū)面積計算吉林化工學院化工原理課程設(shè)計12]sin180[2122RxxRAa ???????其中： ??221[si()].?????????故 [()].91m46aA ???????（4）篩孔數(shù) n 與開孔率 φ本設(shè)計所處理的物系無腐蝕性，可選用 碳鋼板，取篩孔直徑 。 塔板負荷性能圖 漏液線 0,min04.(.)LVuCh?????由 0,min,()1SLWOhVAhEl??得 2323{56[71()].7}.. WSlL??????23,min .(3[()]hLS WVVCAhEl???吉林化工學院化工原理課程設(shè)計15取霧沫夾帶極限值 ?液 氣依式 ()avTfuHh??? 式中 STfVVuA?? 2332.()2.[.8()]sfwOWwWLhhE????? 2231331 [()]. S???? 22331 11..55Tf SSHhLL? ()..v SVe???? 211378s sVL 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上層高度 作為最小液體負荷標準。查文獻（1）中表 53 得，塔板分為 3 塊。吉林化工學院化工原理課程設(shè)計21 液泛驗算為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度 )(WTdhH???苯—甲苯物系屬一般物系，取 ，??1().(476).238mTWHh???板 上 不 設(shè) 進 口 堰 ， 即 ().(.)????液 ???液 柱 柱2()dTWH??故在設(shè)計負荷下不會發(fā)生液泛。=394kJ/=?甲苯的沸點為 ，6BK6929 (2) 用內(nèi)差法可求出泡點溫度：由苯甲苯的氣液平衡組成查得組成因為 q=,所以進料溫度為 87℃2. 物性數(shù)據(jù)本設(shè)計需將 的料液預(yù)熱到 ，經(jīng)驗算由于塔釜余熱不足，采用水蒸氣預(yù)熱。密度 33850./,840./ABKgmKgm????故 ./BAx Kgm??????（ ）定壓比熱容 (g),(g)pABc?????176。?（4）管程給熱系數(shù) i?吉林化工學院化工原理課程設(shè)計28管程內(nèi)無相變，故 id??? 2ο. (.2)()08W/(mC)??????? 計算殼層壓降及給熱系數(shù)取折流擋板間距 ，因系正方形排列，管束中心線的管數(shù)=30mB .()19(72)19TCTN???（1） 殼程流動面積 為2A220().3(4.)??0 (8)pQMuc??????12得 （ ） 50 ./s318(1207)ppQAc??12（ ） /得 （ T） .6du??????因 〉500，故可用下式計算管外流動摩擦系數(shù)0 ()1f???管子排列為正方形，斜轉(zhuǎn)安裝，取校正系數(shù) .F?取垢層校正系數(shù) .sf?擋板數(shù) ?（2） 殼層壓強為 200()()sTCBsuBFfNfD?? ??????? ?? ?(1)(.)5974???????吉林化工學院化工原理課程設(shè)計29,可行。課程設(shè)計對于我們是一次嚴峻的考驗，綜合檢驗了學過的知識，培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的能力。clrscr()。0176。 T P m j i h f a d c b a一121213121212一一一 一一一一一一一一一一一一一一一 φ2550φ250φ2501φ2040一φ325φ571936φ0. 一c c一一一一 一 年 06月 25日 一 一一 一一一一一一一簽 字 ：劉 雪 婷 06號 月 25日一一一圖 王 衛(wèi) 東安 全 工 程M.吉林化工學院化工原理課程設(shè)計0考 核 評 語指導教師評語成績 指導教師： 年 月 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計VI日。}}} Set x = (xlCategory) = Call 設(shè)置圖表End SubSub 設(shè)置圖表()(1).Activate = 12Range(k20).Select吉林化工學院化工原理課程設(shè)計1參考文獻（1）賈紹義，柴誠敬. 化工傳遞與單元操作課程設(shè)計. 天津：天津大學出版社，2020，3871，101133 （2）陳敏恒，從德滋，方圖南，齊鳴齋. 化工原理. 上冊. 第三版，北京：化學工業(yè)出版社，180184,207216（3）陳敏恒，從德滋，方圖南，齊鳴齋. 化工原理. 下冊. 第三版，北京：化學工業(yè)出版社，2020，49103（4）柴誠敬，劉國維，李阿娜. 化工原理課程設(shè)計. 天津：天津科學技術(shù)出版社，1994，734（5）唐倫成. 化工原理課程設(shè)計簡明教程. 哈爾濱，哈爾濱：工程大學出版社，2020，3566（6）圖偉萍，陳佩珍，程達芳. 化工過程及設(shè)備設(shè)，北京：化學工業(yè)出版社，2020(7) 劉光啟，馬連湘，劉杰. 化學化工物性數(shù)據(jù)手冊. 無機卷. 北京：化學工業(yè)出版社，2020，127（8）劉光啟，馬連湘，劉杰. 化學化工物性數(shù)據(jù)手冊. 有機卷. 北京：化學工業(yè)出版社，2020，299324（9）崔鴻斌. AtuoCAD2020 中文版使用教程. 北京：人民郵電出版社，2020，27273吉林化工學院化工原理課程設(shè)計2 廢 水 罐回 流 泵 貯 存 罐回 流 罐 換 熱 器換 熱 器緩 存 罐P012BAP01TE0132E01V4013V201 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一一一一一一一一一一一一一一一一一 FL A P TCWRs 一 一序 號 名 稱 個 數(shù)PL原 料 泵 回 流 泵精 餾 塔圖 例劉 雪 婷王 衛(wèi) 東號安 工 091班班 級 學 號指 導設(shè) 計一一一一一一一 :80 一 一201一6一25一換 熱 器吉林化工學院化工原理課程設(shè)計0a1P1T1 m1bm3h2i1T5h2i2d1cf4080==1501a1m23m4T2T1P1 h21i1i2bjf2P0176。在此，特別感謝化工原理教研室的王衛(wèi)東老師，他的指導和教授使得我的設(shè)計工作得以圓滿完成。iu管內(nèi)流體流速 /s?密度 3kg/mRei管內(nèi)雷諾準數(shù)pc比熱容 J(K)?t??管程壓降 kPa?傳熱系數(shù) 176。 （4）總傳質(zhì)系數(shù) K吉林化工學院化工原理課程設(shè)計27管外為水蒸氣冷凝來加熱管內(nèi)有機液體（ ）為輕有機物，?????圍為 ， 初步估計傳熱系數(shù) ，2ο580~19W/(mC)? 2ο6W/(mC)K???????估估 逆?zhèn)?熱 面 積 為0DNp??B。m(+87)t=管層定性溫度為 176。由負荷性能圖查得 ， 3,?3,?吉林化工學院化工原理課程設(shè)計24故彈性操作為 ,??精餾塔設(shè)計結(jié)果見匯總 1。 漏液的驗算對篩板塔，漏夜點氣速 ,min14.()) VuCh??????????篩板的穩(wěn)定性系數(shù) 0,???該值大于 ，符合設(shè)計要求。液氣流動參數(shù) 31 1,2,2 2, ()()().9646SLmLVVF??????查文獻（1）中圖 51，以 為橫坐標可得到 ,校正表面張力為 ,20. .189()7()78mC????液泛速度 ,2, 1max .053..???? ?取安全系數(shù)為 = u .????塔徑 ,???按標準塔徑圓整為 D=截面積為 ???實際空塔氣速為 ,? 溢流裝置因 D=,采用單溢流，弓形降液管，凹形受液盤，不設(shè)進口堰。 液泛驗算為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度 )(WTdhH???苯—甲苯物系屬一般物系，取 ，??1().(467).2485mTWHh??????液 柱11...279()PLddTWh??? 液 柱故在設(shè)計負荷下不會發(fā)生液泛。由文獻（1）查表 53 得，塔板分為 3 塊。1()???提餾段平均溫度 176。*PA,B,C――Antoine 常數(shù)，式中 A、B、C 為常系數(shù)，對于乙醇－水物系，其值見表 11苯甲苯物系安托因方程系數(shù)表 11組分 A B C苯 1211 甲苯 1345 注：表中苯以 A 表示；甲苯以 B 表示。四、本設(shè)計所選塔的特性 本設(shè)計處理能力大，每小時可處理混合物 70kmol；結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量小，制造和安裝容易；操作穩(wěn)定，彈性較大；而且液泛線較高可有效減小液泛對操作的影響；流體流經(jīng)塔設(shè)備的壓力降小，這將大大節(jié)省動力消耗，從而降低操作費用；氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小等一系列優(yōu)點。浮閥塔之所以這樣廣泛地被采用，是因為它具有下列特點：（1）處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 20～40％，而接近于篩板塔。目前從國內(nèi)外實際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。（6）塔內(nèi)的滯留量要小。本次設(shè)計的是雙組分常壓精餾。實際操作表明，篩板在一定程度的漏夜狀態(tài)下，操作使其板效率明顯下降，其操作的負荷范圍較泡罩塔為窄，但設(shè)計良好的塔其操作彈性仍可達到標準