【正文】 11 12 13 14 15 16 17 1 1 18 19 20 圖 逐板計(jì)算圖示 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 17 實(shí)際塔板數(shù)確定 式中： ? —— 塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度 L? —— 塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度 mPas 表 各板相對揮發(fā)度表 X? Y? ? X? Y? ? (1） 精餾段： 1 0 2 1 4 5 9 0 ???????? 精餾段平均溫度： Cttt fd ?????? 2 8 7 0 6 1 在圖 中查的，該溫度下甲醇在液相組成為 1x =。 為了是塔設(shè)備合操作費(fèi)用實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化組合，一般經(jīng)驗(yàn)值 R=（ ～ ） Rmin。進(jìn)料為過冷液體：q＞ 1；飽和液體（泡點(diǎn)）： q＝ 1；氣、液混合物： 0＜ q＜ 1；飽和蒸氣（露點(diǎn)）：q＝ 0；過熱蒸氣： q＜ 0。塔結(jié)構(gòu)簡單，制造費(fèi)用便宜，并能適應(yīng)常用的物料狀況，是 化工 、 煉油 行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 8 板型選擇 本次設(shè)計(jì)是通過對篩板塔和浮閥塔的計(jì)算和生產(chǎn)能力，塔板效率，操作效率，操作彈性，壓力降，以及操作和造價等多方面的比較選擇了浮閥塔。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小 (因氣體水平吹出之故 )， 塔板效率 較高，生產(chǎn)能力較大。氣、液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。 利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異，通過液相和氣相的回流，使氣、液兩相逆向多級接觸，在熱能驅(qū)動和相平衡關(guān)系的約束下，使得易揮發(fā)組分（輕組分）不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移，而難揮發(fā)組分卻由氣相向液相中遷移， 使混合物得到不斷分離，稱該過程為精餾。39 提餾段 27 塔板設(shè)計(jì) 11 物料衡算 10 工藝流程 9 回流比 的選擇 5 精餾原理 I 第 1 章 前 言 滿足設(shè)計(jì)要求。 組別 分離體系 原料含量：（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 處理能力（ T/Y） 餾出液中含量 ( 質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 釜?dú)堃褐泻?(質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 塔類型 11 甲醇 水 83000 浮閥 板 操作條件： ① 塔頂壓力： 4kPa(表壓 )； ② 進(jìn)料熱狀態(tài)：自選； ③ 回流比：自選； ④ 單板壓降 ≤。 11 繪制精餾塔系統(tǒng)工藝流程圖。 6 塔板的流體力學(xué)性能校核，包括板壓力降、液面落差、液沫夾帶、漏液及液泛的校 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 核。 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 武 漢 工 程 大 學(xué) 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 化工與制藥學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說明書 課題名稱 甲醇 －水 浮閥 精餾塔設(shè)計(jì) 專業(yè)班級 化學(xué)工程與工藝 02 班 學(xué)生學(xué)號 1120xx0108 學(xué)生姓名 李恒 學(xué)生成績 指導(dǎo)教師 陳蘇芳 課題工作時間 20xx616 至 20xx630 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 《課程設(shè)計(jì)》綜合成績評定表 學(xué)生姓名 學(xué)生班級 設(shè)計(jì)題目 李恒 化工 02 甲醇 －水 浮閥 精餾塔設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師評語 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 答辯記錄 ？ 答： 根據(jù)氣液平衡數(shù)據(jù)，及精餾段，提餾段操作線方程用 excel 表格作圖，然后在氣液平衡曲線和精餾、提餾操作線間畫梯級，起點(diǎn)從塔頂餾出液（ Xd,Xd)，直到最后一個梯級橫坐標(biāo)小于 Xw 為止，從塔頂開始數(shù)完整梯級個數(shù) N，最后一個梯級按有效線段比例 a 來算，則總理論板 =N+a 塊。 5 浮閥 塔的工 藝尺寸計(jì)算，包括溢流裝置與塔板的設(shè)計(jì)計(jì)算。 10 精餾塔各接管尺寸的 確定。生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的質(zhì)量要求見下表。 通過流體力學(xué)驗(yàn)算，證明各 項(xiàng) 數(shù)據(jù) 指標(biāo) 均符合標(biāo)準(zhǔn) ，由負(fù)荷性能圖，分別得出操作彈性為 和 。 5 板式塔作用原理 6 第 2 章 設(shè)計(jì)方案的確定 7 裝置流程的確定 11 原料液、塔頂及塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 11 物料衡算進(jìn)料處理量 12 實(shí)際回流比 27 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 4 溢流裝置計(jì)算 29 精餾段 45 裙座 45 第 6 章 精餾裝置附屬設(shè)備 其結(jié)果最終可在塔頂?shù)玫捷p組分含量很高的蒸氣相（餾出液）產(chǎn)品，而在塔底得到重組分含量很高的釜液產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)混合液體的高純度分離。 板式塔為逐級接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，塔內(nèi)沿塔高裝有若干層塔板，液體靠重力作用由頂部逐板 流向塔底，并在各塊板面上形成流動的液層；氣體則靠壓強(qiáng)差 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 6 推動，由塔底向上依次穿過各塔板上的液層而流向塔頂。 浮閥 的閥片可以浮動，隨著氣體負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)其開啟度，因此，浮閥塔的操作彈性大，特別是在低負(fù)荷時，仍能保持正常操作。在設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)考慮余熱的利用。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小 (因氣體水平吹出之故 )， 塔板效率 較高，生產(chǎn)能力較大。 進(jìn)料狀態(tài)的選擇 物料的進(jìn)料狀態(tài)有五種， 可用進(jìn)料狀態(tài)參數(shù) q 值來表示。 回流比 的選擇 實(shí)際回流比總是介于最小回流比和全回流兩種極限之間。 加料板為第 7塊理論板。39。各項(xiàng)計(jì)算如下： 堰長 wl 取 mDlw ?? 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 25 溢流堰高度 owh 由 w L owh h h??，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 E=1，堰上液層高度： mlLE whw ) (11000 )(1000 3/233/2o ???????? 所以選用平直堰 ,取板上清液層高度 mm60h ?L ，故 m0 4 1 ????? owLw hh 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 ? 查 弓 形 降 液 管 參 數(shù) 圖 得 ： TAA ? ； ?D 2f 1 5 5 mAA T ???? d ???? D 驗(yàn)算液體在降液管中停留時間 ,即： ssL HA T 6 0 0100 8 6 0 03 6 0 0 3h f ???? ???? ?? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 2 2 2 8u42 ??? d Vsn ? 浮閥按等腰三角形排列 取三角形底邊為 ： 90mm 排列后，實(shí)際孔數(shù)為 218 個 / V s 2???。 ? 。? 提餾段塔板工藝尺寸設(shè)計(jì) 溢流裝置計(jì)算 因塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹型受液盤。 邊緣區(qū)寬度確定 取 mwss 39。( 2/139。 數(shù)據(jù)手冊中內(nèi)插得該溫度下甲醇的黏度 pasmA ?? ? ，水的粘度 smpaB ?? ? ； ???? )1( 22222 xx BAL ??? smpa? 塔板效率： 4 5 )( ?? ?LTE ?? 實(shí)際塔板數(shù)： ???? ttP ENN 2181321 ????? ppp NNN 塊，加料板位于第 14塊。 工藝流程 工藝流程見工藝流程圖。 （ 3） 避免季節(jié)的影響。 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) 9 操作壓力的選擇 精餾操作