【正文】 度 mt =（ +） /2 =℃ 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 1 Dyx? = ， 1x? , 0 . 9 3 8 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 9 3 8 ) 9 2 . 1 3 7 8 . 9 8L D mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 . 9 7 4 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 9 7 4 ) 9 2 . 1 3 7 8 . 4 7V D mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 8 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由上面理論板的算法，得 Fy ＝ ， Fx ＝ , 0 . 6 1 0 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 6 1 0 ) 9 2 . 1 3 8 3 . 5 8V F mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 . 3 8 8 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 3 8 8 ) 9 2 . 1 3 8 6 . 6 9L F mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 塔底 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由 xw=, yw= , 0 . 0 1 6 2 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 1 6 2 ) 9 2 . 1 3 9 1 . 9 0V W mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 . 0 0 6 6 3 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 0 6 6 3 ) 9 2 . 1 3 9 2 . 0 3L w mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 精餾段平均摩爾質(zhì)量 , 7 8 . 4 7 8 3 . 5 8 8 1 . 1 62VmM k g k m o l k g k m o l???, 7 8 . 9 8 8 6 . 6 9 8 2 . 8 32LmM k g k m o l k g k m o l? 提 餾段平均摩爾質(zhì)量 , 8 3 . 5 8 9 1 . 9 0 8 7 . 7 42VmM k g k m o l k g k m o l???, 9 2 . 0 3 8 6 . 6 9 8 9 . 3 62LmM k g k m o l k g k m o l? 4. 平均密度計(jì)算 1）氣相平均密度計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算， 精餾段的平均氣相密度 即 , 3, 1 0 7 . 4 3 8 1 . 1 6 2 . 9 58 . 3 1 4 ( 2 7 3 . 1 5 9 0 . 7 5 )m v mvmmPM k g mRT? ?? ? ??? 提餾段的平均氣相密度 ,39。6y? ， 39。 x x xVV? ? ? ? ? 根據(jù)相平衡和操作線方程依次計(jì)算得： 39。1 39。 T=85 C ,? =。 篩板塔也是傳質(zhì)過(guò)程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有： (１ ) 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的 60％，為浮閥塔的 80％左右。 二、 設(shè)計(jì)方案的確定 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。 四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)或其他操作條件所需數(shù)據(jù)自己查閱資料或根據(jù)資料確定 五 、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容 1 目錄 2 概述（ 設(shè)計(jì)方案的確定和流程說(shuō)明、 精餾基本原理 等 ） 3. 塔的物料恒算、塔板數(shù)的確定、塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算； 4. 塔和塔板的主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)： （ 1） 塔體工藝尺寸的計(jì)算； （ 2） 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算； （ 3） 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算； （ 4） 塔板負(fù)荷性能圖。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 2 倍。 (２ ) 操作彈性較小 (約 2～ 3)。 6 由此得平均相對(duì)揮發(fā)度 ? = 2. 回流比的確定 由于進(jìn)料為泡點(diǎn)進(jìn)料， q=1, m i n (1 )1 [ ] 1 . 6 411DDFFxxR ?? ?? ? ??? min2 ?? 3. 精餾塔氣液相負(fù)荷 3 . 2 8 1 1 . 0 7 3 6 . 3 1 /L R D k m o l h? ? ? ? ? ( 1 ) 4 . 2 8 1 1 . 0 7 4 7 . 3 8V R D k m o l h? ? ? ? ? 39。39。4x? ； 39。8x? Wx? 所以提餾段板數(shù)為 7，總理論塔板數(shù)為 12，進(jìn)料板為第 6 塊板。 s 進(jìn)料板液相平均粘度的計(jì)算 由 tF＝ ℃，查手冊(cè)得 μ A= mPa s 7． 氣液負(fù)荷計(jì)算 精餾段： ? ?1 ( 3 . 2 8 1 ) 1 1 . 0 7 4 7 . 3 8 /V R D K m o l h? ? ? ? ? ? 34 7 . 3 8 8 1 . 1 6 0 . 3 6 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 9 5VmSvmVMV m s?? ?? ? ?? 3 . 2 8 1 1 . 0 7 3 6 . 3 1 /L R D K m o l h? ? ? ? 33 6 . 3 1 8 9 . 3 6 0 . 0 0 1 1 2 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 1 . 8 9LmLmLML s m s? ?? ? ?? 30 .0 0 1 1 2 3 6 0 0 4 .0 4 /hL m h? ? ? 11 提餾段： 39。 m a x0 . 8 0 . 8 1 . 0 6 0 . 8 4 8 /ms??? ? ? ? 故 4 4 0 . 3 7 0 . 7 53 . 1 4 0 . 8 4 8SVDm?? ?? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn) ,塔徑圓整為 ,則空塔氣速 。 0 . 0 0 1 1 2 0 . 0 2 60 . 5 3 0 . 0 8so woLhml ?? ? ??? 符合 要求 2. 塔板布置 1）塔板的分塊 精餾段 因 D=800mm，故塔板采用整 塊式。 2 200 . 1 5 3 ( ) 0 . 1 5 3 0 . 0 8 0 . 0 0 1dhm?? ? ? ? ?， Hd =++= 取 ?? ，則 ? ? 0 . 5 (0 . 4 0 . 0 4 9 ) 0 . 2 2 5TwH h m? ? ? ? ? ? 故 ? ?wTd hHH ??? 在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生液泛。 七、 塔板負(fù)荷性能圖 精餾段： 1. 漏液線 由 ? ? VLLow hhC ??? ? / 0 5 0 ??? ， 232 .8 41000 hOW WLhEl??? ???? 得2 / 3, m i n 0 02 . 8 44 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 31000hs w L VwLV C A h E hl ? ???? ????? ? ? ????? ?????? 18 整理得 2 / 3, m in 1 .8 0 0 .0 0 9 9 7 0 .1 0 8sSVL?? 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。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如圖所示。 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 22 由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線 5。 所以 3 21 3 2 . 3 3 1 0= = 4 0 . 1 m6 0 0 5 . 5mQA Kt ?? ? 選擇浮頭式換熱器， 其規(guī)格如下： 公稱直徑（ mm） 公稱面積（ m2） 管長(zhǎng)（ m） 管程數(shù) 管數(shù) 500 2 124 2. 原料預(yù)熱器的選型 1） 確定流體通入的空間 利用水蒸汽作為熱源，根據(jù)換熱器流體流經(jīng)管程或殼程的選擇原則，水蒸汽走殼程，便于排出，物料走管程。 設(shè)計(jì)過(guò)程包括物料衡算，計(jì)算理論塔 板數(shù)，計(jì)算物料不同溫度、不同操作段的物性參數(shù)，由此進(jìn)一步設(shè)計(jì)塔的參數(shù)，確定塔徑、塔高，以及塔板各項(xiàng)參數(shù)。L （ [1]： 365P ） 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 27 苯（ mPa .s） 甲苯（ mPa .s） 表 7 常壓下苯 —— 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 。 這次歷時(shí)近兩周的的課程設(shè)計(jì)使我將平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，使我對(duì)書(shū)本上所學(xué)理論知識(shí)有了進(jìn)一步的理解，也使我自主學(xué)習(xí)了新的知識(shí)并在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用 。 物料進(jìn)口溫度為 t=20℃ ，出口溫度達(dá)到泡點(diǎn)溫度，即 tF??????℃ 。 提 餾段塔負(fù)荷性能圖 由此得出 , 3,min /sV m s? ， 3,max /sV m s? 故操作彈性為： ,m ax,m in0 .5 6 2 .6 70 .2 1ssVV ?? 23 八、 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 所設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總于表。 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。 2. 霧沫夾帶線 以 ev＝ 液 /kg 氣為限，求 VsLs 關(guān)系如下： 由 3 .265 .7 1 0 aV L T