【正文】 dh ， 因 不設(shè) 進(jìn)口 堰 ，故 按 式20 ????????? hlhwd計(jì)算，即 精餾段 mhd 00 00 2 ??????? ??? 提餾段 mhd 2 ??????? ??? （ 3）板上液層高 度 精餾段 mhL ? 因此 mhhhH dLpd 1 1 0 0 1 5 8 ??????? 取 ?? mHT ? mhW ? 則 ? ? ? ? mhH wT 2 4 3 9 ?????? 可見(jiàn) ? ?wTd hHH ??? ，符合防止淹塔的要求。3600L ulhW? 精餾段 取 smu /39。m=（ +） /2= kg/kmol ML180。 s 因?yàn)椋?L i Lix???? 所以 μ LF= + = mPa39。B/kpa 溫度 /℃ p176。 泡點(diǎn)進(jìn)料對(duì)塔操作方便，不受季節(jié)氣溫影響。故塔設(shè)備對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、成本乃至能源消耗都有著至關(guān)重要的影響。在正常操作狀況下，氣相為分散相，液相為連續(xù)相，氣相組成呈階梯變化，屬逐級(jí)接觸逆流操作過(guò)程。板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過(guò)板上的液層，進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱。此外 ,蒸餾用塔的能量耗費(fèi)巨大 ,也是眾所周知的。 進(jìn)料狀態(tài) 進(jìn)料方式一般有冷液進(jìn)料，泡點(diǎn)進(jìn)料、汽液混合物進(jìn)料、露點(diǎn)進(jìn)料、加熱蒸汽進(jìn)料等。A/kpa p176。39。 s，μ B= mPa MVDm= + = kg/kmol MLDm= + = kg/kmol 精餾段氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量： MV180。 提餾段 由 ?DlW ，查圖 10 得： ?TfAA ?DWd 故： 8 8 mAA Tf ???? mDW d 2 3 6 4 4 ???? 27 依式 sL3600 ?? Tf HA? 驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間，即 ? ?ssHA Tf 6 0 00 0 8 6 0 0L3 6 0 0 s ??? ???? ?? （ 4）降液管底隙高度 0h 計(jì)算公式：0s0 39。依式 ? ?WWL hhhh 0001 ??? ?? 計(jì)算，即 精餾段 mhh L ???? ? 提餾段 mhh L 0 2 ???? ? （ 3） 克服表面張力所造成的阻力 ?h 由04h gdL??? ?得 精餾段 m0 0 1 0 0 1 1 104 0 3 ??? ??? ?? 提餾段 m0 0 1 0 3 1 3 107 9 3 ??? ??? ?? 因此，氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨葹椋? 精餾段 mhhh cp 0 5 8 0 1 2 3 ??????? ? 提餾段 mhhh cp ???????? 30 單板壓降 ：精餾段 5 8 ??????? aLpp Pghp ? 提餾段 6 2 ??????? aLpp Pghp ? 由上可知板壓降均符合 ??? 許p 液泛 為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度 ? ?WTd hHH ??? 。s， m3/s V180。 以 4s 作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 ?=STLHAf =4， Ls， min= tf THA = 4 ? =3/s 故可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線 4 液泛線 令 Hd=? （ HT+hW）， Hd=hp+hl+hd， hp=hc+hl+h? ， hl=? hL ， hL=hw+how 聯(lián)立得 ? HT+( 1???? )hw=( 1?? )how+hc+hd+h? 忽略 h? ， 將 how與 Ls， hd 與 Ls， hc 與 Vs 的關(guān)系式代入上式，并整理得 a39。= 103E( 1?? )（wl3600 ） 2/3 ?? 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得 精餾段 35 a39。=? +（ ） ? = c39。s 值，計(jì)算結(jié)果列于下表： L180。= 103? 1?( ? )?（ ） 2/3= 故 Vs2= 180。= 103? 1?( ? )?（ ） 2/3= 故 Vs2= 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) Ls 值，依上式計(jì)算出 Vs 值，計(jì)算結(jié)果列于下表： Ls， m3/s Vs， m3/s 由上表數(shù)據(jù)可作出液泛線 5 提餾段 a39。Ls2/3 a39。s，計(jì)算結(jié)果列 于下表： L180。 漏液 由式 ? ? VLL hhC ??? / 0 5 0m i n0 ??? 因?yàn)???? 精餾段 ? ?4. 86m / s ? ?????? 提餾段 ? ?4. 89m / s ? ?????? 篩板的穩(wěn)定性系數(shù) 精餾段 )( m in00 ???? u u 提餾段 ) m in00 ???? （u u 故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下漏液量對(duì)塔板效率影響不大。 選用凹形受液盤(pán)，深 度 mmW 50h ?? 塔板布置及篩孔數(shù)目與排列 （ 1）塔板的分塊 因 D≥800mm，故塔板采用分塊式。20 ???????????????? LmCC ? smCVVL / 39。 s 全塔液體的平均黏度： 14 μ Lm =（ μ LF+μ LD +μ LW） /3=（ ++） /3= mPa s，μ B= mPa q 線為垂直線，則 ?? Fp xx 如圖 31，過(guò)點(diǎn) e（ ， ）做直線 ?x 交平衡線于點(diǎn) p ，由點(diǎn) p 可讀得 py =，因此： 6 8 9 1 8 1 6 Dm i n ???????pppxy yx 操作回流比為： R=()Rmin。 冷凝方式 選全凝器，塔頂出 來(lái)的氣體溫度不高。 技術(shù)來(lái)源 目前，精餾塔的設(shè)計(jì)方法以嚴(yán)格計(jì)算為主，也有一些簡(jiǎn)化的模型，但是嚴(yán)格計(jì)算法對(duì)于連續(xù)精餾塔是最常采用的，我們此次所 做的計(jì)算也采用嚴(yán)格計(jì)算法。整個(gè)過(guò)程熵增為負(fù)，需外界提供能量。 1 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題目 : 分離正戊烷 正己烷用篩板精餾塔設(shè)計(jì) 2 安徽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 機(jī)械工程學(xué)院 過(guò)控 教研室 學(xué) 號(hào) 2020301920 學(xué)生姓名 專業(yè)（班級(jí)） 過(guò)控 111 設(shè)計(jì)題目 分離正戊烷 正己烷用篩板精餾塔設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 料液種類：正戊烷 正己烷混合液 年處理量： 40000 噸 料液濃度： 55% （輕組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 塔頂 產(chǎn)品濃度： 96%（輕組組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 塔底釜液濃度： 96%（重相組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 每年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)： 330天（一年中有一個(gè)月檢修） 精餾塔塔頂壓強(qiáng)： 4kPa（表壓） 設(shè)備形式：篩板精餾塔 廠址：淮南地區(qū) 設(shè) 計(jì) 要 求 完成精餾塔工藝設(shè)計(jì)、精餾設(shè)備設(shè)計(jì)、配管設(shè)計(jì)，繪制塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 在化工、煉油和石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中 ,塔設(shè)備作為分離過(guò)程工藝設(shè)備 ,在蒸餾、精餾、萃取、吸收和解吸等傳質(zhì)單元操作中有著重要的地位。 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 原料：正戊烷 正己烷 正乙烷含量：料液含量 （摩爾分?jǐn)?shù)） 設(shè)計(jì)要求：塔頂?shù)恼彝楹坎恍∮?（摩爾分?jǐn)?shù)） 塔底的正乙烷含量不大于 （摩爾分?jǐn)?shù)） 回流比為最小回流比的 2 倍 其中 （因?yàn)槟柗謹(jǐn)?shù)計(jì)算比較方便） 質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為摩爾分?jǐn)?shù) 液料轉(zhuǎn)化：59 86457255 7255?? 塔頂正乙烷轉(zhuǎn)化： 86472967296?? 塔底正乙烷轉(zhuǎn)化 8696724 724?? 正乙烷和正戊烷的基本數(shù)值如下圖① 石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè) .pdf 7 操作壓力 為降低塔的操作費(fèi)用，操作壓力選為常壓 其中塔頂壓力為 4kPa（表壓）或 （絕對(duì)壓力） 塔底壓力 ? ?PaN )5 3 0~2 6 5(100 4 3 2 5 ?? 8 二、流程的確定和說(shuō)明 加料方式 加料分兩種方式：泵加料和高位槽加料。冷凝后回流液和產(chǎn)品溫度不高，無(wú)需再次冷凝，制造設(shè)備較為簡(jiǎn)單，為節(jié)省資金，選全凝器。 取回流比為 R=2Rmin= y溫度 /℃ x y 溫度 /℃ x y 1 1 55 40 60 45 65 50 0 0 11 進(jìn)料液量、釜?dú)堃毫考凹訜嵴羝康挠?jì)算 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量：要求年產(chǎn)量 萬(wàn)頓，出去每年的設(shè)備維護(hù)及放假時(shí)間，每年按 300 天的工作日計(jì)算，連續(xù)操作，每天 24 小時(shí)，日產(chǎn)量為 頓所以塔頂?shù)牧髁繛椋?hk m o lD / 3 3 3 ?? ?? 由全塔的物料 衡算方程可寫(xiě)出： DRVVWxDxFxWDFWDf)1(39。 s