【正文】 /℃ 80 90 100 110 120 ）苯（ smpL a.,? ）甲苯（ smpL a.,? 表 液體的汽化熱 ? 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ? 苯 /(KJ/Kg) ? 甲苯/(KJ/Kg) （ 2）溫度的條件： 假定常壓，作出苯 — 甲苯混合液的 txy 圖，如后附圖所示。 五：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，安裝檢修方便。浮閥塔的主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力大，操作彈性較大，塔板效率高，氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小，塔的造價(jià)低，塔板結(jié)構(gòu)較泡罩塔簡單 . 浮閥有盤式、條式等多種，國內(nèi)多用盤式浮閥，此型又分為 F－ 1 型（ V－ 1型）、 V－ 4 型、十字架型、和 A 型，其中 F－ 1 型浮閥結(jié) 構(gòu)較簡單、節(jié)省材料，制造方便，性能良好，故在化工及煉油生產(chǎn)中普遍應(yīng)用，已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（ JB－ 1118－ 81）。 6 二、設(shè)計(jì)方案的確定 依設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，處理量為 :1500+10*200=3500Kg/h,3500*7200= 萬噸 /年 2. 設(shè)計(jì)題目 該次設(shè)計(jì)題目為： 萬噸 /年苯 — 甲苯連續(xù)精餾裝置工藝設(shè)計(jì)。 5. 塔頂產(chǎn)品中 含 苯為 (質(zhì)量 分率 )。 五、 參考書目 1) 化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)； 2) 夏清等編化工原理 (上 ) 、 ( 下 ) 20xx 年修訂版； 3) 化工工藝設(shè)計(jì)圖表； 4) 煉油工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)浮閥塔分冊(cè)。板式塔大致可分為兩類：有降液 管的塔板和無降液管的塔板。 （ 1） 塔設(shè)備的工業(yè)要求 總的要求是在符合生產(chǎn)工藝條件下，盡可能多的使用新技術(shù)，節(jié)約能源和成本，少量的污染。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到泡點(diǎn)，其中的液態(tài)部分進(jìn)入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中，停留一定的時(shí)間然后進(jìn)入苯的儲(chǔ)罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個(gè)過程就叫做回流。 Wx =()/(+9/)= 0 1 )92/()78/( ???Wx 。, ?????????? xxxqqxqqy WVnWnVnLn ⑤圖解法求理論板層數(shù) 采用圖解法求理論板層數(shù)，如附圖 1所示。0 mlqh wLv ??? ??? ? ? ?)()(0 1 2 2 6 3 9 mmhh w ????? 同理可得：精餾塔塔頂?shù)诙K塔板降液管 底隙高度為： 17 )( mhD ? , ? ?)()(0 1 3 mmhh DDw ??? 精餾塔進(jìn)料口上第三板的降液管底隙高度為： )( mh m ? ? ?)()(0 0 9 mmhh mwm ??? 精餾塔進(jìn)料口下第二板的降液管底隙高度為： )( mh m ? ? ?)()( mmhh mwm ??? 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 % ???? ??塔板開孔率 % 同理可得：精餾塔塔頂?shù)诙K篩孔計(jì)算： )(1182/ mmt D ? , smD / ?? , ?DF % ???? ??塔板開孔率 % 精餾塔進(jìn)料口上第三板的篩孔計(jì)算： )(1703/ mmt m ? , smD / ?? , ?mF %100 ???? ??塔板開孔率% 精餾塔進(jìn)料口下第二板的篩孔計(jì)算： )(1622/ mmt m ? , smm / ?? , 20 ?DF % ???? ??塔板開孔率 % 閥孔動(dòng)能因數(shù)變化不大，仍在 912 范圍內(nèi)。其中 TH 、 Wh 、 0h 、 Wl 、 V? 、 L? 、 0? 及 ? 均為定值。 （ 1） 求原料預(yù)熱所需的熱量 (以 1 秒鐘來算 ) 取原料罐的物料為常溫 25℃ 則 Ft : 25℃ → 85℃ 25 85 552mt ???℃， 查手冊(cè)得該溫度下的苯和甲苯的比熱皆為 /pC kJ kg??℃ 故 skJtFCtmCQ PPF / ???????? （ 2）塔底產(chǎn)品能給的熱量及其換熱面積 取產(chǎn)品冷到 75℃，原料先預(yù)熱到 55℃ 所以 wt : ℃ → 75℃ Ft : ℃ ← 25℃ t? :℃ 50℃ 1 2 5 .9 7 5 1 0 0 .4 52wmt ??? ℃， 70 .9 50 59 .84l n( 70 .9 / 50 )mtC?? ? ? ? 28 查手冊(cè)得 ℃ 下的苯和甲苯的比熱皆為 /pC kJ kg??℃ 所以塔底產(chǎn)品能給的熱量： skJtWCtmCQ PPF / ???????? 因?qū)儆谝?— 液傳熱，故依經(jīng)驗(yàn)值可取 K=600w/m2.℃ 231 0 mtKQAmF ?? ???? （ 3）柴油預(yù)熱器 (以 1 秒鐘來算 ) 由上得每秒還要柴油給原料供熱為 skJQ FFF / 9 112 ????? T 柴油 :290℃ → 160℃ Ft :85℃ ← 25℃ t? :205℃ 105℃ 205 105 n( 205 / 105 )mtC?? ? ? ?, 同理 232 mtKQA mF ?? ???? 每秒柴油的用量 skgHQm F / ????? 故一年柴油的用量 年萬噸總 /7 6 2 0 03 6 0 02 6 ????m （ 4）塔釜產(chǎn)品冷卻器 (以 1 秒鐘來算 ) 由上知塔釜產(chǎn)品換熱到 75℃，所以再用冷卻水冷卻即可。 ??? 求出上限液體流量 Lv,q 值 (常數(shù) )值 ,在 Lvq,vv, ,q 圖上 ,液相負(fù)荷上限線與氣體流量vv,q 無關(guān)的豎直線。 (1)霧沫夾帶 板上液體流徑 長度 : mWDZ dL ?????? 板上液流面積 : mAAA fTb ?????? 苯和甲苯混合液為正常系統(tǒng) ,可取物性系數(shù) K=,又由圖查得泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)?FG ，可由下式計(jì)算： %%100 0 1 %100 ,vv,1?????????????bFLLvVLVAKCZqF???泛點(diǎn)率 同理可得： 精餾塔塔頂?shù)诙K板泛點(diǎn)率為 : ?FDG ， %?泛點(diǎn)率 21 精餾塔進(jìn)料口上第三板泛點(diǎn)率為 : ?FmG , %?泛點(diǎn)率 精餾塔進(jìn)料口下第二板泛點(diǎn)率為 : ?FmG , %?泛點(diǎn)率 又可按下式計(jì)算： %%1 0 07 8 2 9 6%1 0 0,1??????????TFVLVvvAKCqF???泛點(diǎn)率 同理可得： 精餾塔塔頂?shù)诙K板泛點(diǎn)率為 : ?FDG ， %?泛點(diǎn)率 精餾塔進(jìn)料口上第三板泛點(diǎn)率為 : ?FmG , %?泛點(diǎn)率 精餾塔進(jìn)料口下第二板泛點(diǎn)率為 : ?FmG , %?泛點(diǎn)率 根 據(jù) 兩 式計(jì) 算得 出 泛點(diǎn) 率 都在 80%以下 ,故 可 知霧 沫夾 帶 量能 滿 足)(/)( 氣液 kgkgev ? 的要求。 mmmNtAt a ????? 考慮到塔的直徑較大 ，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支承與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用 118mm，而應(yīng)小于此值，故取)(10039。 (4)降液管底隙高度 oh 計(jì)算公式 039。, ????? hk m olqq VnVn /, 39。 本次設(shè)計(jì)的要求是先算出最小回流比，然后隨意選三個(gè)系數(shù)得到三個(gè)回流比，最后比較那個(gè)最好，而不是找出最佳的回流比。 四：有一定的操作彈性：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)使效率發(fā)生較大的變化。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。同時(shí)，通過課程設(shè)計(jì)，還可以使我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)。 ： ( 3班 )為 , : ( 3班 ) 含苯 為 (質(zhì)量分率 ), (質(zhì)量 分率 )。 目錄 一、 前言 ....................................................................................................................... 5 二、設(shè)計(jì)方案的確定 ............................................................................................. 6 3 .......................................................................................................... 6 2. 設(shè)計(jì)題目 ............................................................................................................ 6 ...................................................................................................................... 6 .............................................................................................................. 6 （ 1） 塔設(shè)備的工業(yè)要求 ..................................................................................... 6 （ 2）工藝流程如下： ........................................................................................ 6 （ 3）流程的說明 ............................................................................................... 6 三、精餾塔設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 7 .................................................................................................. 7 （ 1）苯與甲苯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ................................................................................. 7 （ 2）溫度的條件： ............................................................................................ 8 .................................................................................................. 8 （ 1）摩爾分?jǐn)?shù) ................................................................................................... 8 （ 2）原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾量 ..................................................... 8 （ 3）質(zhì)量物料恒算與負(fù)荷計(jì)算及其結(jié)果表 ......................................................... 8 .......................................................................................................... 8 （ 1） .理論板層數(shù) TN 的確定 ............................................................................. 9 （ 2）實(shí)際板層數(shù)的求取 .................................................................................... 11 四、精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ..........