【正文】 ( ) 0 .5 ( 0 .4 0 0 .0 4 9 ) 0 .2 2 4 5TwH h m? ? ? ? ? ? 從而可知 )( wTd hHH ??? ，符合防 止液泛的要求。 3. 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得 精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得 m axm in1 .0 5 4 .7 70 .2 2VsVs ?? 精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得 m axm in0 .9 4 4 .2 70 .2 2VsVs ?? 塔板的這一操作彈性在合理的范圍 (3～ 5)之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計是合理的。 進(jìn)料管接管法蘭： DN15PN105HG2059297 回流管接管法蘭： DN15PN105HG2059297 塔底出料管法蘭： DN20PN105HG2059297 塔頂蒸汽管法蘭： DN150PN105HG2059297 塔釜蒸汽進(jìn)氣法蘭： DN150PN105HG2059297 裙座 塔底采用圓筒形桾座支撐。 4 0 . 6 0 . 1 9 5 5 1 9 5 . 53 . 1 4 2 0Td m m m?? ? ?? 加料蒸汽管的選擇 加料蒸汽管直徑依下式計算： 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 31 4 SVDu??? 式中： u 為液料在塔頂蒸汽管內(nèi)的流速，且取 u =23m/s； 4 0 . 6 7 7 6 0 . 1 7 7 2 1 7 7 . 23 . 1 4 2 3D m m m?? ? ?? 封頭 的設(shè)計 封頭分為橢圓形封頭、 蝶形封頭等幾種，本設(shè)計采用橢圓形封頭，由公稱直徑 D=1000mm，可查得曲面高 hl=250mm,直邊高度 h0=40mm，內(nèi)表面積 2m ，容積 V= 3m 人孔的設(shè)計 人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于人進(jìn)出任何一層塔板。 提餾段：取系數(shù) k=,泛點負(fù)荷系數(shù) CF= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 25 2 3 780 .4196 2 100 % %1 4F ? ? ? ??? ? ???由以上計算可知，符合要求 根據(jù)以 上塔板的各項流體力學(xué)驗算，可以認(rèn)為精餾段塔徑和各項工藝尺寸是合適的。綜合考慮 0F 對塔板效 率、壓力降和生產(chǎn)能力等的影響，根據(jù)經(jīng)驗可取 0F =8～ 12，即閥孔剛?cè)_時比較適宜，由此可知適宜的閥孔氣速為 00VFu ?? ①塔板分塊 因 D=1000mm800mm，故采用分塊塔板，查表的分為三塊。V4 型基本上和 F1 型相同，除采用輕閥外，其區(qū)別僅在于將塔板上的閥孔制成向下彎的文丘里型以減小氣體通過閥孔阻力，主要用于減壓塔。Dt =℃ ,在此溫度下： 1 ? / ( )kJ kmol K? 2 ? / ( )kJ kmol K? 12 (1 )p p D p DC C x C x? ? ? ? ? = 9 9 .8 3 0 .9 8 1 2 4 .3 8 (1 0 .9 8 )? ? ? ? = / ( )kJ kmol K? 回流液組成與塔頂組成相同 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 15 1 1 3 . 2 8 9 9 . 7 9 8 0 . 4 9 0 8 8 5 8 . 5 8 /D D DQ L Cp t k j h? ? ? ? ? ? ? （ 3）塔頂餾出液的焓 DQ 因餾出口與回流口組成一樣，所以 9 9 .7 9 / ( )pC kJ km ol K?? 5 5 . 2 6 9 9 . 7 9 8 0 . 6 4 4 4 4 6 0 . 2 6 9 /R P DQ D C t K J h?? ? ? ? ? ? ? （ 4）冷凝器消耗的焓 CQ 4/C V R DQ Q Q Q k J h? ? ? ? ? ? ? （ 5）進(jìn)料口的焓 FQ 1291939Q F C t? ? ? ? kJ/h （ 6）塔底殘留液的焓 6 9 . 7 4 1 2 3 . 6 2 1 0 8 . 7 9 9 3 7 9 0 6 . 7 4 4 9 /W P W WQ W C t K J h? ? ? ? ? ? ? （ 7）再沸器 BQ （全塔范圍列衡算式） 塔釜熱損失為 10% ，則 ?? 設(shè)再沸器損失能量 Q 損 ? ， B F C W DQ Q Q Q Q Q? ? ? ? ?損 加熱器實際熱負(fù)荷 B C W D FQ Q Q Q Q? ? ? ? =QB=表格 15 熱量衡算表 項目 進(jìn)料 冷凝器 塔頂餾出液 塔底殘液 再沸器 平均比熱 kJ/() 熱量 kJ/h 1291939 平均摩爾質(zhì)量的計算 塔頂平均摩爾質(zhì)量的計算 由 1 ?? , 1 ? 可知： ? ? ? ?11 1 0 . 9 8 7 8 . 1 1 1 0 . 9 8 9 2 . 1 4 7 8 . 3 9 /V D m A BM y M y M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?11 1 0 . 9 5 1 1 7 8 . 1 1 1 0 . 9 5 1 1 9 2 . 1 4 7 8 . 8 /L D m A BM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量的計算 由 ? ， xF= 可知： ? ? ? ?1 0 . 6 3 8 0 7 8 . 1 1 1 0 . 6 3 8 0 9 2 . 1 4 8 3 . 1 9 /V F m F A F BM y M y M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? k m o lkgMxMxM BFAFL F m /)1( ???? 塔釜平均摩爾質(zhì)量的計算 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 16 由 ? ,由相平衡方程得 : ? ? ? ? ?1 0 . 6 9 7 7 8 . 1 1 1 0 . 6 9 7 9 2 . 1 4 8 2 . 3 6 /V w m w A w BM y M y M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 0 . 0 3 7 8 . 1 1 1 0 . 9 7 9 2 . 1 4 9 1 . 7 2 /L w m w A w BM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? 精餾段平均摩爾質(zhì)量的計算 7 8 . 3 9 8 3 . 1 9 8 0 . 7 9 /2VmM k g k m o l??? 7 8 . 8 8 5 . 1 3 8 1 . 9 6 5 /2LmM k g k m o l??? 提餾段平均摩爾質(zhì)量的計算 8 3 . 1 9 8 2 . 3 6 8 2 . 7 7 5 /2VmM k g k m o l??? 8 5 . 1 3 9 1 . 7 2 8 8 . 4 2 5 /2LmM k g k m o l??? 平均密度 [3]計 算 氣相平均密度計算 表 25 苯和甲苯的不同溫度下密度 [2] 溫度 t ，℃ 80 90 100 110 120 L?， 苯 3kg/m 815 ,L?甲 苯 3kg/m 810 已知混合液密度：1 ABL A Baa? ? ???。x12= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 10 y13=。x4= y5=。Dx = 9 7 6 ???? ? 39。因為塔頂冷凝器不已安裝，檢修和清理。但在一定的回流比條件下，塔底蒸汽回流液有稀釋作用，使理論板數(shù)增加，費用增加。 進(jìn) 料 狀況 的 選擇 進(jìn)料狀況一般有冷液進(jìn)料，泡點進(jìn) 料。 另外，為保持塔的操作穩(wěn)定性，流程中除用泵這節(jié)送入塔原料外也可以用高位槽送料，以免受泵操作波動的影響。其缺點是小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。 篩板精餾塔是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的汽液傳質(zhì)設(shè)備。 ⑷ 舌形塔板 舌形塔板是為了防止過量液沫夾帶而設(shè)計的一種塔型，由舌孔噴出的氣流方向近于水平，產(chǎn)生的液滴幾乎不具有向上的初速度。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。按逐 板計算理論板數(shù)為 15。 由平均粘度得到全塔效率 為 50%， 從而得到了塔的精餾段實際板數(shù)為 14 塊， 提餾段實際板數(shù)為 15。 關(guān)于各種類型塔板的介紹 主要的塔板型式有：泡罩塔板；浮閥塔板；篩孔塔板；舌形塔板（斜孔塔板）；網(wǎng)孔塔板；垂直浮閥；多降液管塔板；林德浮閥；無溢流塔板。同時從舌孔噴出的氣流，通過動量傳遞推 動液體流動，降低了板上液層厚度和塔板壓降。 它的結(jié)構(gòu)特點是塔板上開有許多均勻的小孔。 飽和蒸汽產(chǎn)品采出塔底物料采出進(jìn)料 精餾框架簡圖 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 4 第 1 章 設(shè) 計 方 案 裝 置流程的確定 蒸餾裝置包括精餾塔，原料預(yù)熱器，蒸餾釜（再沸器），冷凝器，釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)。 塔頂冷凝裝置可采用全冷凝器，分冷凝器兩種不同的設(shè)置。對于冷液進(jìn)料，當(dāng)組成一定時，吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 5 流量一定對分離有利，節(jié)省加熱費用。間接蒸汽加熱使通過加熱器使釡液 部分汽化。在這種情況下，可采用強(qiáng)制回流，塔頂上蒸汽采用冷凝器冷卻以冷回流流入 塔中。Wx = 0 2 5 ???? ? ,Fx = 4 5 7 8 .1 1 0 .4 0 9 54 5 7 8 .1 1 5 5 9 2 .1 4? ?? ? ? 理論 塔板數(shù)的確定 (1)相對揮發(fā)度的計算 查表 321 得常壓下苯 甲苯氣液平衡組成與溫度關(guān)系如下表： 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 8 利用表中數(shù)據(jù)由插值法可求得 tF,tD,tW 8 0 .2 1 8 0 .6 6 8 0 .6 69 9 9 7 9 8 9 7Dt??? 得 : tD =℃ XF= 時 得 tF =℃ XW = 時 得 tW=℃ ? m的計算 苯 — 甲苯的飽和蒸汽壓可用安托因方程求解，即： Lg 0p =A BtC? 式中： t：物系溫度，單位：℃ . 0p ：飽和蒸汽壓 /Kpa， A,B,C,— Antoine 常數(shù)，見如下表 12： 表 12 組分 A B C 苯 (A) 甲苯 (B) 即：苯 甲苯的安托因方程分別為：oAoB1 2 0 6 .3 5lg 6 .0 3 22 2 0 .2 41 3 4 3 .9 4lg 6 .0 7 82 1 9 .5 8p tp t?? ??? ? 對于塔頂： ? ℃，則：oA1 2 0 6 . 3 5l g 6 . 0 3 2 1 0 4 . 7 18 0 . 4 2 2 0 . 2 41 3 4 3 . 9 4l g 6 . 0 7 8 3 9 . 6 2 88 0 . 4 1 2 1 9 . 5 8oAooBBp p K p ap p K p a? ? ? ??? ? ? ?? 1 0 4 .7 2 2 .6 4 23 9 .6 2 8oAoBpa p? ? ? ?頂 同理塔底： W ? ℃，則：oA1 2 0 6 . 3 5l g 6 . 0 3 2 2 3 2 . 2 7 31 0 8 . 7 9 2 2 0 . 2 41 3 4 3 . 9 4l g 6 . 0 7 8 9 6 . 6 0 51 0 8 . 7 9 2 1 9 . 5 8oAooBBp p K p ap p K p a? ? ? ??? ? ? ?? 2 3 2 .2 7 3 2 .4 0 49 6 .6 0 5oAoBpa p? ? ? ?底 ?相對揮發(fā)度 2 . 6 4 2 2 . 4 0 4 2 . 5 2ma a a? ? ?頂 底 ＝ ＝ 從而得到相平衡方程 :x=( 1 ) 2 2yyyy?? ?? ? ? (1) 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計 9 最小回流比的確定： ? ?m i n 11 1