【正文】 …………… (28) 塔板參數(shù)的計(jì)算和選擇 ………………………………(28) 流體力學(xué)校驗(yàn) …………………………………………(33) 負(fù)荷性能圖及操作彈性計(jì)算 …………………………(37)u 塔體主要工藝尺寸的匯總 ………………………………… (39)第六章 輔助設(shè)備設(shè)計(jì) …………………………………………………………(41)u 塔頂全凝器的計(jì)算與選型 …………………………………(41)u 塔底再沸器的計(jì)算與選型 …………………………………(45) 塔底再沸器的介紹 ……………………………………(45) 塔底再沸器的設(shè)計(jì) ……………………………………(47)u 其他輔助設(shè)備的計(jì)算與選型 ………………………………(48) 各類接管的計(jì)算與選型 ………………………………(48) 泵的計(jì)算與選型 …………………………………… (51)第7章 結(jié)論 …………………………………………………………………… (54)u 設(shè)計(jì)感想 ……………………………………………………( 54)u 致謝 ………………………………………………………… (55)u 參考文獻(xiàn) …………………………………………………… (55)第1章 概述 塔設(shè)備概述塔設(shè)備是化學(xué)工業(yè)，石油工業(yè)，石油化工等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。 3．塔板效率高，由于上升氣體從水平方向吹入液層，故氣液接觸時(shí)間較長，而霧沫夾帶量小，塔板效率高。 南京工業(yè)大學(xué)《化工原理》課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 苯和甲苯體系浮閥精餾塔的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 張志琪 班級、學(xué)號 浦化工0909 指導(dǎo)教師姓名 馮暉 李衛(wèi)星 課程設(shè)計(jì)時(shí)間2011年12月19日2011年12月31日 課程設(shè)計(jì)成績百分制 權(quán)重設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量，70%獨(dú)立工作能力、綜合能力、設(shè)計(jì)過程表現(xiàn)、設(shè)計(jì)答辯及回答問題情況，30%設(shè)計(jì)最終成績（五級分制）指導(dǎo)教師簽字 化學(xué)化工學(xué)院課程名稱 化工原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 苯和甲苯體系浮閥精餾塔的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 張志琪 專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級學(xué)號 P1001090919 設(shè)計(jì)日期 2011 年 12 月 19 日至 2011 年 12 月 31日設(shè)計(jì)條件及任務(wù)：進(jìn)料流量 ：F=230 kmol/h 進(jìn)料組成 ：ZF=（摩爾分率） 進(jìn)料熱狀態(tài) ：冷液進(jìn)料（tF=℃）設(shè)計(jì)體系： 苯和甲苯二元體系設(shè)計(jì)條件: 塔頂組成XD≥99% 塔底組成XW≦% 指導(dǎo)教師 馮暉 李衛(wèi)星 2011 年 12 月 31 日 前 言化學(xué)工業(yè)中塔設(shè)備是化工單元操作中重要的設(shè)備之一，化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)中廣泛應(yīng)用的諸如吸收、解吸、精餾、萃取、增濕、減濕等單元操作中，精餾操作是最基本的單元操作之一，它是根據(jù)混合液中各組分的揮發(fā)能力的差異進(jìn)行分離的。 4．氣體壓降及液面落差小，因氣液流過浮閥塔板時(shí)阻力較小，使氣體壓降及液面落差比泡罩塔小。它可以使氣（汽）液液兩相之間進(jìn)行充分接觸，達(dá)到相際接觸傳熱及傳質(zhì)的目的。4）流體流動(dòng)的阻力小，即流體通過塔設(shè)備的壓降小，以達(dá)到節(jié)能降低操作費(fèi)用的要求。 ，由于塔板上浮閥安排比較緊湊，其開孔面積大于泡罩塔板，生產(chǎn) 能力比泡罩塔板大 20%～40%，與篩板塔接近。在相同條件下適當(dāng)提高操作壓力可以提高塔的處理能力，但是增加了塔壓，也提高了再沸器的溫度，并且相對揮發(fā)度液會(huì)下降。 回流方式塔頂回流采用采用安裝回流泵方式進(jìn)行強(qiáng)制回流。進(jìn)料濃度XF=(摩爾分率)，使用內(nèi)插法可求得其泡點(diǎn)溫度tb=℃，則t平=℃=，查手冊可知此溫度下苯和甲苯的平均熱容Cp=(kgs ，μL=x苯w=50mm①安定區(qū)：鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域?yàn)榘捕▍^(qū)，此區(qū)域不安裝浮閥，設(shè)置這段安定地帶，以免液體大量夾帶泡沫進(jìn)入降液管。 為了防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管高度應(yīng)大于管內(nèi)泡沫層高度。=3600=, 可選單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。ρL 設(shè)how,小= 又 由 E=1 ,Lw= ,how,小= 則 推出 LS= m3/s 取F0，小=5 則 又 操作線斜率故在LV坐標(biāo)圖上，通過原點(diǎn)0 查上圖可得V大= m3/s，V小=所以操作彈性為 （滿足設(shè)計(jì)要求）。塔底液體進(jìn)入底液池中，再進(jìn)入再沸器的管際空間被加熱而部分汽化。這種型式再沸器汽化率不大于40%，否則傳熱不良。K)傳熱面積： 由上塔頂冷凝器設(shè)計(jì)可推算公稱直徑mm傳熱面積A（）（管長4米）碳素鋼管傳熱管數(shù)公稱壓力（Mpa）800Φ25 mm47216 其它輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 接管的計(jì)算與選型Mf=+=℃時(shí),苯密度=,XF=（摩爾分?jǐn)?shù)），a1=（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。的計(jì)算，塔釡料液最好能在塔底有3～5分鐘的存儲(chǔ)，所以取5分鐘計(jì)算。為進(jìn)料板處塔板間距。2. 設(shè)計(jì)中我學(xué)會(huì)了離開老師進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，參看多本指導(dǎo)書，還查閱了一些超星圖書館中的資料。由于個(gè)人知識水平有限，在老師和同學(xué)的耐心幫助下才得以完成本次設(shè)計(jì)。（下冊 第三版），化學(xué)工業(yè)出版社，2003。. 化工工藝設(shè)計(jì)手冊（上、下），北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1996。同時(shí)也感謝學(xué)校和老師給我們一個(gè)鍛煉自己學(xué)習(xí)知識的機(jī)會(huì)。因?yàn)槲乙呀?jīng)有了一定的自主研究的能力，我能通過自學(xué)慢慢的將問題化解。則：Ht=5+(4323)+5++=管路阻力，設(shè)損失為2%，則。管路阻力,設(shè)損失為2%，則。Np為提餾段的實(shí)際板數(shù)，為26塊。對于高粘度液體和熱敏性氣體，宜用泵強(qiáng)制循環(huán)式再沸器，因流速大、停留時(shí)間短，便于控制和調(diào)節(jié)液體循環(huán)量。液體的采出口與垂直塔板之間的空間至少停留8～10分鐘，以分離液體中的氣泡。 ②采用井水作為冷凝水，初始溫為25℃，取冷凝器出口水溫為50℃，在平均溫度物性數(shù)據(jù)如下： （℃下，水在平均溫度下）ρ [kg/m3]Cp[KJ/k 即：Hd≤ψ（HT+hW） 又 Hd=hw+how+hd+hp+△ 式中： 苯甲苯屬于一般物系， ，對于浮閥塔△≈0 hd= hw+how+hd+hp+△=+++= m液柱 ψ（HT+hW）=(+)= m液柱，故本設(shè)計(jì)中不會(huì)出現(xiàn)液泛 綜合考慮生產(chǎn)能力和塔板效率，一般應(yīng)使霧沫夾帶量eV限制在10%以下， 校核方法常為：控制泛點(diǎn)百分率F1的數(shù)值。w=50mm .①安定區(qū)：鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域?yàn)榘捕▍^(qū)，此區(qū)域不安裝浮閥，設(shè)置這段安定地帶，以免液體大量夾帶泡沫進(jìn)入降液管。所謂泛點(diǎn)率指設(shè)計(jì)負(fù)荷與泛點(diǎn)負(fù) 荷之比的百分?jǐn)?shù)。②邊緣區(qū)：塔壁部分留出的一圈邊緣區(qū)域，供支承塔板的邊梁使用。μL甲苯=+()= mpa混合氣化潛熱值為:混合熱容值為:則故q線方程為 回流比的確定 α值的確定α1=, α2=, α3=,α4=,α5=,α6=,α7=, α8=,α9=,α10===。料液中易揮發(fā)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) xF=。降低操作壓力，組分的相對揮發(fā)度增加，有利于分離。 ，由于上升氣體從水平方向吹入液層，故氣液接觸時(shí)間較長，而霧沫夾帶量小，塔板效率高。事實(shí)上，任何一個(gè)塔設(shè)備能同時(shí)達(dá)到上述的諸項(xiàng)都時(shí)非常困難的，因此只能從生產(chǎn)的需求及經(jīng)濟(jì)合理的要求出發(fā)，抓住主要矛盾進(jìn)行設(shè)計(jì)。在化工，石油化工及煉油廠中，塔設(shè)備的性能對整個(gè)裝置的產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面，都有重大的意義。 但是，浮閥塔的抗腐蝕性較高（防止浮閥銹死在塔板上），所以一般采用不銹鋼作成，致使浮閥造價(jià)昂貴，推廣受到一定限制。前者的代表是板式塔，后者的代表則為填料塔。浮閥塔的特點(diǎn)：1．生產(chǎn)能力大，由于塔板上浮閥安排比較緊湊，其開孔面積大于泡罩塔板，生產(chǎn)能力比泡罩塔板大 20%～40%，與篩板塔接近。本次設(shè)計(jì)就是針對苯甲苯體系，而進(jìn)行的常壓浮閥精餾塔的設(shè)計(jì)及其輔助設(shè)備的選型。 化工生產(chǎn)對塔設(shè)備的要求塔設(shè)備除了應(yīng)該滿足特定的化工工藝條件（如溫度，壓力