【正文】 .............19 求比熱和傳熱的熱量....................................................................................................19 塔底產(chǎn)品預(yù)熱給的熱量...............................................................................................19 傳熱面積和過(guò)熱蒸汽的用量計(jì)算................................................................................19 預(yù)熱器選用....................................................................................................................19 塔釜產(chǎn)品冷卻器 ..................................................................................................................19五、經(jīng)濟(jì)估算..................................................................................................................................20 塔主要設(shè)備經(jīng)費(fèi)計(jì)算（R 1 為例）......................................................................................20 塔壁面積計(jì)算.................................................................................................................20 塔板面積計(jì)算.................................................................................................................20 主要塔設(shè)備費(fèi)用計(jì)算...................................................................................................20 固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用.......................................................................................................20 主要操作費(fèi)計(jì)算（10 年） （R 1為例）...............................................................................20 ................................................................................................................20 過(guò)熱蒸汽的用量費(fèi)用....................................................................................................20 設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用的總費(fèi)用 p....................................................................................21 銀行利息后的總成本 P 總 ..............................................................................................21 回流比的選擇........................................................................................................................21六、精餾塔附件及其重量計(jì)算......................................................................................................21 ........................................................................................................................................21 ....................................................................................................................21 進(jìn)料管線管徑.................................................................................................................215 ................................................................................................................................22 精餾塔重量計(jì)算...................................................................................................................22七．設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表......................................................................................................................23.....................................................................................................24.....................................................................................................................................24十、附圖.....................................................................................................................................2532一、前言化工原理課程設(shè)計(jì)是理論系實(shí)際的橋梁，是讓學(xué)生體察工程實(shí)際問(wèn)題復(fù)雜性的初次嘗試。成績(jī) 化工原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 萬(wàn)噸/ 年苯—甲苯連續(xù)精餾裝置工藝設(shè)計(jì)姓 名 陳 端 班 級(jí) 化工 072 班 學(xué) 號(hào) 07014020206 完成日期 20221030 指導(dǎo)教師 梁伯行 2化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(化工 071,2,3,4 適用)一、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目: (萬(wàn)噸/年) 苯 甲苯連續(xù)精餾裝置工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)二、 設(shè)計(jì)任務(wù)及條件(1).處理量: (3000＋本班學(xué)號(hào) 300) Kg/h (每年生產(chǎn)時(shí)間按 7200 小時(shí)計(jì))。 天津大學(xué)出版社 20228) 賈紹文 《化工原理課程設(shè)計(jì)》 【M】天津。板式塔大致可分為兩類(lèi)：有降液管的塔板和無(wú)降液管的塔板。6 設(shè)計(jì)方案 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(guò)程就叫做回流。同理得出 R2== 時(shí)，精餾段操作方程為：y=+, 提餾段操作方程為：y=NT=14,進(jìn)料板為第 9 層R3== 時(shí),精餾段操作方程為：y=+, 提餾段操作方程為：y=NT=13,進(jìn)料板為第 8 層 求平均塔效率 ET塔頂與塔底的平均溫度：t m=(*)=℃分別算出 t=℃下得相對(duì)揮發(fā)度 和 μ L如下：?=POA/POB =,有 t x y 圖查得該溫度下 XA=?μ m=xAμ 苯 +（1x A）μ 甲苯 =*+*= .mpas故 *μ m=查塔效率關(guān)聯(lián)曲線得 ET=9 求實(shí)際塔板數(shù)精餾段實(shí)際塔板數(shù) N 精 =9/==17 。 V180。故取 t’=65mm= ，按 t=75mm， t’=65mm，以等腰三角形叉排方式作圖，或者查標(biāo)準(zhǔn)可得閥數(shù) 76個(gè).按 N=76 重新核算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)。 39。()10owwLhEl從而計(jì)算出下限值，取 E=則， smlWS /.)(30)( 32/2/min ?????依此作出液相負(fù)荷下限線(5)，該線為氣相流出無(wú)關(guān)的豎直線。 再沸器的選用選一臺(tái)立式熱虹吸式再沸器，DN=400mm,熱換面積為 11m2,質(zhì)量 m=備一臺(tái)備用。 精餾塔重量計(jì)算查手冊(cè)得封頭數(shù)據(jù)如下：DN=1000mm ,曲面高 h1=250mm 內(nèi)表面積 S=,容積 V=,質(zhì)量 m=177kg塔體選用 16MnR 材料，密度為 噸/m 3筒體的體積計(jì)算：塔板的體積：A T=,塔板數(shù)為 34，板厚取 6mm, 故塔板體積為：V1=AT*34*=塔壁的體積：依前面可知，塔壁的表面積 S= 壁厚為 25mm 故塔壁的體積 V2=S*壁厚=*= 3塔體的重量為：（+）*= 噸整個(gè)精餾塔的重量為：*2+= 噸23七．設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表計(jì)算結(jié)果精餾段序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位R1(最好) R2 R31 平均溫度 tm ℃ 2 平均壓力 Pm kpa 3 氣相 Vs m3/s 4平均流量 液相Ls m3/s 5 實(shí)際塔板數(shù) Np 塊 34 26 256 塔的有效高度 Z m 7 塔徑 D m 8 板間距 H m 9 塔板溢流形式 單流型 單流型 單流型10 空塔氣速 u m/s 11 溢流管形式 弓形 弓形 弓形12 溢流堰長(zhǎng)度 Lw m 13 溢流堰高度 hw m 14 板上液層高度 hL m 15溢流裝置堰上液層高度 how m 2416 安定區(qū)寬度 Ws m 17 開(kāi)孔區(qū)到塔壁距離 Wc m 18 鼓泡面積 Aa m2 19 閥孔直徑 d m 20 浮閥數(shù)個(gè) n 個(gè) 76 118 11821 閥孔氣速 u0 m/s 22 閥孔動(dòng)能因數(shù) F0 23 開(kāi)孔率% 24 孔心距 t m 25 排間距 t′ m 26 塔板壓降 ΔP kpa 27 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí) 間 ?s 28 底隙高度 ho m 30 泛點(diǎn)率，% 31 液相負(fù)荷上限 Ls max m3/s 32 液相負(fù)荷下限 Ls min m3/s 33 氣相負(fù)荷下限 Vs min m3/s 34 操作彈性 八、個(gè)人總結(jié)及對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述 通過(guò)查資料與多次的修改，這次化工原理課程設(shè)計(jì)，雖然只是對(duì)精餾段進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，但是也可以說(shuō)是成功的。 求平均溫度 mt?出料液溫度: t : 35℃ → ℃過(guò)熱蒸汽溫度：T: 320 ℃ → ℃ 錯(cuò)流傳熱 Ctm ?????)()3( 求比熱和傳熱的熱量 查手冊(cè)得 ℃的苯與甲苯的比熱并計(jì)算的混合物的比熱為： CP=*+*=℃ , 氣相 HA=,HB=523kj/kg 傳熱的熱量 Q1=mqCP* =**()/5=*104 Jt?由 XF=,查 yF= 氣相 Q2=m*4/5*(*+*523)=562KJ故 Q=Q1+Q2=596KJ 塔底產(chǎn)品預(yù)熱給的熱量出料液溫度: t : ℃ → 45℃ KgJIKgJILWLW /,/ ????W=，那么塔底產(chǎn)品每秒放出熱量為： JIQL ).()(* ??????那么每秒還要過(guò)熱蒸汽給原料供熱為 Q：= 傳熱面積和過(guò)熱蒸汽的用量計(jì)算20 同樣取 K=1000w/m2.℃ 故 2???? 熱蒸汽每秒的用量 Q1=Q/()=