化工原理課程設(shè)計(jì)：苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)(完整版)
【正文】 20 21 22 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 23 23 25 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 25 25 28 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 29 29 30 31 31 32 塔板負(fù)荷性能圖 33 四 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 41 五 板式塔得結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 42 42 42 44 再沸器 45 板式塔結(jié)構(gòu) 46 六 參考書目 47 七 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 47 八 附錄：苯甲苯連續(xù)精餾過程板式精餾塔示意圖 49 一 序 言二、設(shè)計(jì)任務(wù)(1)原料液中苯含量：質(zhì)量分率＝50％(質(zhì)量)，其余為甲苯。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。所以全塔平均溫度=℃。對(duì)精餾段各項(xiàng)計(jì)算如下： a)溢流堰長(zhǎng)：?jiǎn)我缌鲄^(qū)lW=（～）D，==b)出口堰高：， 查液流收縮系數(shù)計(jì)算圖可以得到液流收縮系數(shù)E。 其中精餾段故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過量的霧沫夾帶提餾段故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過量的霧沫夾帶對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。E=據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線5。 (3) 液相負(fù)荷上限線 以θ＝5s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限， 從而做出液相負(fù)荷上限線3(4) 漏液線由和，代入得：整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于表14。已知進(jìn)料流率為，平均分子質(zhì)量，密度為所以取管內(nèi)流速則進(jìn)料管直徑(2)回流管采用直管回流管，回流的體積流率：取管內(nèi)流速則進(jìn)料管直徑(3)釜液出口管體積流率：取管內(nèi)流速則進(jìn)料管直徑(4)塔頂蒸汽管取管內(nèi)流速則進(jìn)料管直徑(5)加熱蒸汽管取管內(nèi)流速則進(jìn)料管直徑塔頂溫度tD=℃ 冷凝水t1=20℃ t2=30℃ 則℃ ℃℃由tD=℃ 查液體比汽化熱共線圖圖16：液體比汽化熱共線圖得:又氣體流量塔頂被冷凝量 冷凝的熱量取傳熱系數(shù) 則傳熱面積冷凝水流量 再沸器塔底溫度tw=℃ 用t0=135℃的蒸汽，釜液出口溫度t1=112℃則℃ ℃℃由tW=℃ 查液體比汽化熱共線圖得:又氣體流量塔頂被冷凝量 冷凝的熱量取傳熱系數(shù) 則傳熱面積加熱蒸汽的質(zhì)量流量?jī)?chǔ)槽、加料泵、高位槽、產(chǎn)品冷卻器設(shè)計(jì)從略。本塔?。?） 人孔 一般每隔6~8層塔板設(shè)一人孔。 通過驗(yàn)算分析，我整理出可能幾條導(dǎo)致這一問題原因，在對(duì)這幾個(gè)因素逐一分析后我們把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了最大的“疑犯”篩板孔心距。通過這次課程設(shè)計(jì)提高了我的認(rèn)識(shí)問題、分析問題、解決問題的能力。最后，我還要感謝姚老師在這次課程設(shè)計(jì)中給予我的敦促和指導(dǎo)工作。在重新取了一個(gè)稍大的孔心距后通過驗(yàn)算漏液?jiǎn)栴}得到順利解決。 本塔設(shè)計(jì)每7塊板設(shè)一個(gè)人孔，共兩個(gè)，即（4） 塔高 ，另外由于使用的是虹吸式再沸器，可以在較低位置安置。除一般塔板按設(shè)計(jì)板間距安裝外，其他處根據(jù)需要決定其間距。E=據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線5。操作點(diǎn)P圖14：精餾段篩板負(fù)荷性能圖由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：①任務(wù)規(guī)定的氣、液負(fù)荷下的操作點(diǎn)P（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。 塔板負(fù)荷性能圖 1精餾段(1) 霧沫夾帶線 霧沫夾帶量 其中取，前面求得，代入，整理得： 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于表9。對(duì)精餾段各項(xiàng)計(jì)算如下： a)溢流堰長(zhǎng)：?jiǎn)我缌鲄^(qū)lW=（～）D，==b)出口堰高：， 查液流收縮系數(shù)計(jì)算圖可以得到液流收縮系數(shù)E。 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算塔頂操作壓力P＝ kPa每層塔板壓降 △P＝ kPa進(jìn)料板壓力＝+8＝ kPa塔底操作壓力=+19＝ kPa精餾段平均壓力＝（+）／2＝ kPa提餾段平均壓力=（+）/2 = kPa根據(jù)上式計(jì)算出的壓力，經(jīng)過chemCAD擬合計(jì)算得塔頂溫度℃圖4：chemCAD擬合計(jì)算得塔頂溫度進(jìn)料板溫度℃ 圖5：chemCAD擬合計(jì)算得進(jìn)料板溫度塔底溫度℃圖6：chemCAD擬合計(jì)算得塔釜溫度精餾段平均溫度=（ +）/2 = ℃提餾段平均溫度=（+）/2 =℃塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由xD=y1=,代入相平衡方程得x1=進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 由上面理論板的算法，得＝， ＝塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算由 =,由相平衡方程，得=精餾段平均摩爾質(zhì)量 提餾段平均摩爾質(zhì)量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 提餾段的平均氣相密度②液相平均密度計(jì)算 液相平均密度依下式計(jì)算，即
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