【正文】 段液相平均粘度： sm pam . ???精? 提餾段液相平均粘度： sm pam . ???提? 液負(fù)荷計(jì)算 精餾段： hk mo lDRV /6 9 1 17 4 6 )11 8 ()1( ?????? hk mo lRDL / ???? 浦化工 0910 19 號 楊福 24 smMVVVmVmS /47 00 00 3?? ????精精? smLMLLLS / 3?? ???精精? 提餾段： hk m o lqFLL / ??????? hk m o lFVV / ??????? ）（ smMVVVVS / 3?? ??????提提? smMLLLLS / 33???? ?????提提? . 塔徑塔板工藝尺寸的確定 欲求塔徑應(yīng)先求出 u，而 u＝安全系數(shù) umax m a x L m V mVmuC??? ?? 精 精精 精 式中： 3L3Vkg / m 。 ???????????浦化工 0910 19 號 楊福 15 提餾 段方程： 39。 本次任務(wù)分離的是甲醇和水體系，綜合考慮各個(gè)因素，決定采用常壓（ 1atm）下進(jìn)行操作。 二．工藝設(shè)計(jì) 1. 總體設(shè)計(jì)方案 操作壓強(qiáng)的選擇 精餾可以常壓，加壓或減壓條件下進(jìn)行。在各種塔型中，當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的是篩板塔和浮閥塔。 浮閥塔的優(yōu)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。確定操作壓力時(shí)主要是根據(jù)處理物料的性質(zhì)，技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性來考慮的。 物料的進(jìn)料熱狀態(tài) 采用 冷液 進(jìn)料的方式，進(jìn)料溫度為 ℃ ,該溫度為南京市全年平均溫度 ，冷液進(jìn)料無需在進(jìn)料前進(jìn)行預(yù)熱，所以節(jié)省了操作費(fèi)用，簡單方便。39。kg / m 。本次設(shè)計(jì)中取 22mm。 3） 邊緣固定區(qū) 在塔板邊緣有寬度為 WC 的區(qū)域不開孔，這部分用于塔板固定。 1 ，精，精，精泛點(diǎn)率 ??? %80% 0 1 0 7 ?????????? 提餾段： CF 泛點(diǎn)負(fù)荷因 素由 mHT ? 3, /9 4 4 mkgV ?提? 查表得 39。計(jì)算出的泛點(diǎn)率在 80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足 ev 液 /kg(干氣 )的要求。 浦化工 0910 19 號 楊福 41 LS39。 sss LLV ????? LS， VS， ⑥操作負(fù)荷線 由以上各線的方程式，可畫出圖塔的操作性能負(fù)荷圖。( ΔΔΔ ??? 2 )1(p39。彎頭 4 半開型球閥 ξ 6 4 設(shè)管長為 50 米 , )(03 )(8 5252 ??? ?????????? ???? ? ??? gd llk e 塔有效高度加裙座加全凝器高度取 Ho=20m 揚(yáng)程 mKVHH ) ( 220 ??????取 33m 流量 smV / 3??? 選擇 IS150125315 型離心泵 ,參數(shù)為 浦化工 0910 19 號 楊福 51 流量 V=200 3/mh,揚(yáng)程 H=34m,轉(zhuǎn)速 1450 / minnr? , 泵效率 78%?η ,軸功率 kW? 進(jìn)料泵 塔總高（不包括群座）由下式?jīng)Q定 39。24SBL D H?? ∴ BH = 則 H =+(3124)+4++= 裙座高度取 5m，所以總高度為 。這樣的設(shè)計(jì)讓我從中獲得了一些自信，覺得專業(yè)還是學(xué)了不少東西的，至少學(xué)會(huì)了一種研究的方法，將來工作中或?qū)W習(xí)遇到了什么困難或從未接觸過的領(lǐng)域，我也不再會(huì)感到畏懼。在此，特別感謝老師，和化工班的同學(xué)們。 6. 陳常貴 , 柴誠敬 ,姚玉英 .《化工原理》下冊，天津 :天津大學(xué)出版社， 2020。 8. 陳英南，劉玉蘭 . 常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì) .上海 :華東理工大學(xué)出版社 ,2020。 7 參考文獻(xiàn) 1. 管國鋒，趙汝溥。 設(shè)計(jì)幫助我更好的熟悉了 WORD、 EXCEL、 CAD 的操作。 6 感想與致謝 體 會(huì) amp。TH 開有人孔的塔板間距， m； FH 進(jìn)料段高度， m； BH 塔底空間， m； N 實(shí)際塔板數(shù)， m； S 人孔數(shù)（不包括塔頂空間與塔底空間的人孔數(shù)）。 20c21 uDBN B ???? Re 0 =500，故 ?? ?f 管子排列為正三角形排列，取 F= 擋板數(shù) 201 ??? BlNB塊 浦化工 0910 19 號 楊福 47 代入得 Pap 45761 ??? ???p 取污垢校正系數(shù) FS = 0p 232 1? ? ? ? ? ?（ 4576 ）=10kPa 故管殼程壓力損失均符合要求 3 管程對流給熱系數(shù) i? 膜的雷諾數(shù) 51 ????odG?? 所以為垂直湍流管 23 1 / 3i 20 .0 0 7 7 ( ) R eg? ? ρ λμ= 104 2/( )Wm℃ 殼程對流給熱系數(shù) 0? Re= Pr0=ccpcc?? = 53 ???? ? 0? = )(PrRe 3/wed ??? = 2/( )Wm℃ 計(jì)算傳熱系數(shù) 取污垢熱阻 RS ?i ℃ /kW RS 0 = m2 ℃ /kW 以管外面積為基準(zhǔn) 則 K計(jì) =0000i01Rs1??? ???? Rsdbdddddmiii=(m2.℃ ) 計(jì)算傳熱面積 A需 = t m ??計(jì)K Qm2 所選換熱器實(shí)際面積為 A=n l0d? = 裕度 ????需需A AA 所選換熱器合適 浦化工 0910 19 號 楊福 48 塔底再沸器面積的計(jì)算及選型 (1)再沸器的選擇：列管式蒸發(fā)器 對直徑較大的塔，一般將再沸器置于塔外。過圓點(diǎn)連接 OP’ 作出操作線 . 由塔板負(fù)荷性能圖可以看出： （ 1）在任務(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。 ⑤液泛線 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。 提餾段： 55,m i n,000???? ?提因數(shù)對于浮閥塔，閥孔動(dòng)能VuFF? smuV/ 55,m in,0???提? smnduV s / 3220m i n,0m i n, ????????? ?? Vs’ = m3/s, 可見不會(huì)產(chǎn)生過量漏液。39。精餾段取 CW =40mm,提鎦段取 CW =40mm。 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 1) 入口安定區(qū) 塔板上液流的上游部位有狹長的不開孔區(qū)，叫入口安定區(qū)，其寬度為 SW 。C????????液 相 密 度 ，氣 相 密 度 ，負(fù) 荷 因 子 ， 精餾段 取塔板間距 ? ， 板上液層高度 1 55 m m m?? ， 塔板間距與塔徑的關(guān)系 浦化工 0910 19 號 楊福 25 塔 徑 /D， m ～ ～ ～ ～ ～ 板間距 /HT， mm 200～ 300 250～ 350 300～ 450 350～ 600 400～ 600 那么分離空間： 1 0 .4 0 .0 5 5 0 .3 4 5TH h m? ? ? ? 功能參數(shù)： 01 89 10 ???精精VLSSVL ?? 從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得： ?C 由于 0805 20 20 ?????????????????? 精mCC ? smCuVVLm / a x ??????????????精精精精 ? ??? 取安全系數(shù) = 則 smuu / m a x ????? 浦化工 0910 19 號 楊福 26 muVD S ????? ?? 取 圓整得 D= 塔截面積 ： 222 )(44 mDA T ???? ?? 空塔氣速： smAVu TS / 475 ??? 提餾段 功能參數(shù)： 3 ???????提提VLSSVL ?? 取塔板間距 ? ，板上液層高度 1 55 m m m?? ， 那么分離空間 : 2 9 5 ???? lT hH 從史密斯關(guān)聯(lián)圖查得： ??C ???????????????????? 提mCC ? smCuVVLm /323.. 2 .4 5 69. 0 7 4 402020m a x ????????????????提提提提 ? ???取安全系數(shù) = 則 smuu /6 2 6 2 m a x ??????? muVD S ???????? ?? 所以圓整取 ??D m 塔截面積： ? ? ? ? 22 ????? ?? DAT m2 空塔氣速： smAVu TS / ?????? 溢流裝置的確定 選用單溢流、弓形降液管、平行受液盤及平行溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。39。但是隨著回流比的增加，塔釜加熱劑的消耗量和塔頂冷凝劑的消耗量液隨之增加，操作費(fèi)用增加，所以操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用總和最小時(shí)所對應(yīng)的回流比為最佳回流比。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。 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。前者的代表是板式塔，后者的代表則為填料塔。 浦化工 0910 19 號 楊福 7 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。減壓操作降低了平衡溫度，這樣可以使用較低位的加熱劑。 回流方式選定 重力回流 2 精餾的工藝流程圖 甲醇 水精餾體系冷夜進(jìn)料 3 精餾塔塔板數(shù) 的確定 浦化工 0910 19 號 楊福 9 物料衡算 已知條件： F=320 kmol/h ?xf ?X D ?X W hk m olFxwx xwxDDF /74 ???????? hk mo lDFW /??? f???? F xD D? ()/()=(f)/() 該組成下的 泡點(diǎn) ?tf℃ 物系相平衡數(shù)據(jù) 1) 基本物性數(shù)據(jù) 組分 分子式 分子量 沸點(diǎn) 熔點(diǎn) 水 H2O 甲醇 CH3OH 2） 甲醇 水汽液平衡組成 常壓下甲醇和水的氣液平衡表 (t— x— y) t x y t x y 100 0 0 浦化工 0910 19 號 楊福 10