【正文】 比 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 塔板數(shù)的確定及進(jìn)料板的確定 （ 1）塔板數(shù)的確定 由芬斯克方程可求最少理論塔板數(shù) 即 ) g (1lg)11l g (m i n ???????????mmWWDW x xxxN ?? 再經(jīng)查吉利蘭關(guān)聯(lián)圖可得理論塔板數(shù)，其中，橫坐標(biāo)： in ??????R RR 則 in ???TTN NN ； 即 8?TN 定性溫度 1082 . tt ????? 釜頂t ℃ ，差得該溫度下苯和乙苯的粘為：sPaA ?? ? , smP aB ?? ? 進(jìn)料液的平均粘度為： sm P an iiL ??????? ? ?? 故 sm P aL ???? ?? 經(jīng)查精餾塔全塔效率關(guān)聯(lián)圖得全塔效率為： %480 ?E 實(shí)際塔板數(shù)為： 17 80 ??? ENN TP （ 2）進(jìn)料板的確定 由上知 : F=wx = 相平衡線方程： y=аx/1+(а1)x=+ 精餾段操作線方程：1ny?= nx + 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 提餾段操 作線方程： 1my? = mx 由逐板計(jì)算法得知：第一塊塔板上升的蒸汽組成： ?? Dxy1 第一塊塔板下降的液體組成： 111 ?????? yyx 第二塊塔板上升的蒸汽組成： 12 ?????? xy 第二塊塔板下降的液體組成： 222 ?????? yyx 依上述方法反復(fù)計(jì) 算，當(dāng) Fn xx ? 時(shí)，為第五塊塔板，故第五塊塔板為進(jìn)料板位置。 由塔板校核結(jié)果可見(jiàn)，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇基本合理，所設(shè)計(jì)的各項(xiàng)尺寸可用。 )() 02 ()() (u 1 ???????????? 于是 hmAAu fT 339。 封頭材料： 345QR 封頭的高 因?yàn)殚L(zhǎng)軸：短軸 =2 即： 22iiDh? 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 所以 1000 25044ii Dh m m? ? ? 其中 iD —— 精餾塔的內(nèi)徑 ih —— 封頭的高 直邊高度為： 2 25h mm? （查 JB/T433795 可知） 封頭與塔身 連接的法蘭 根據(jù)塔的工藝條、溫度、壓力、介質(zhì)及塔徑，確定采用甲型平焊法蘭。 受液盤(pán)的設(shè)計(jì) 采用凹形受液盤(pán) 依據(jù)：因?yàn)樗杀ＷC液體采出側(cè)線滿液，即使在高蒸汽流速和低液體流量下仍能保證液化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 封，對(duì)流出降液管的液體有緩沖作用，減少對(duì)塔盤(pán)入口區(qū)的沖擊力。實(shí)際使用中常用的設(shè)計(jì)氣速取 1~3m/s。 3 0 .6 1 1 0 4 .6 0 .0 0 1 18 1 9 .6 7 3 6 0 0Wsw WMV m s? ?? ? ?? 取適宜的輸送速度： /fu m s? 則管徑： 4 4 0 .0 0 1 1 0 .0 33 .1 4 1 .5swVdmu? ?? ? ?? 經(jīng)圓整選取低合金鋼管，規(guī)格： 32 ?? ，材料 345QR ， 。特別是它具有除沫效率高，壓力降小的特點(diǎn)， 因而是應(yīng)用最廣泛的除沫裝置。 本設(shè)計(jì)中塔內(nèi)徑 1000iD mm? ，故采用分塊式塔盤(pán)。理論上應(yīng)對(duì)各種凸形封頭進(jìn)行計(jì)算、比較后，再確定封頭形狀。 )() 02 ()() (u 1 ???????????? 則 hmAAu fT 339。 ????? 則 干氣液體 KgKg36V ) ( ?? ?????? 故液沫夾帶量可以允許。一般情況下，板式塔較填料塔有以下優(yōu)點(diǎn)：效率高、處理量大、質(zhì)量小、氣液處理量較大等，又篩板塔操作時(shí)液體橫過(guò)塔板，可以使氣液組分充分接觸，提高分離效率，故本設(shè)計(jì)中選取篩板式精餾塔。 世界 各國(guó)對(duì)于新一代蒸餾過(guò)程具有新思想與創(chuàng)見(jiàn)。目前廣泛采用的是具有一種進(jìn)料和兩個(gè)產(chǎn)品的分離塔。蒸餾過(guò)程的能耗巨大，據(jù)估計(jì)，化工過(guò)程中 40%70%的能耗用于分離，而蒸餾能耗又占其中的95%。 塔設(shè)備的作用和類型 塔設(shè)備的作用 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。 蒸餾作為一種分離方法適用面廣，既可以用于液體混合物分離、氣體混合物分離，也可用于固體混合物的分離，蒸餾可以直接獲得所要產(chǎn)品。其使用的條件為： (1) 組分之間揮發(fā)度差別較大；（ 2） 進(jìn)料中不存在高沸點(diǎn)組分；（ 3） 化合物熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；（ 4） 混合物腐蝕性較小。（優(yōu)） 成 績(jī)： 98 評(píng)閱人（簽名）： 馬玉苗 日 期： 畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī) 答 辯 情 況 自 述 情 況 清 晰、完 整流 利 簡(jiǎn) 練 清 晰 完 整 完 整熟 悉內(nèi) 容 基 本 完 整熟 悉內(nèi) 容 不 熟悉 內(nèi)容 提 出 問(wèn) 題 回 答 問(wèn) 題 正 確 基本 正確 有一般性錯(cuò)誤 有原則性錯(cuò)誤 沒(méi)有 回答 答辯小組評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)： 答辯委員會(huì)綜合成績(jī)： 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日 苯 乙苯精餾塔的工藝和機(jī)械設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào) 090420 姓名 楊玉坤 (新疆工 程學(xué)院 , 烏魯木齊 830091) 摘要： 本次設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)精餾操作來(lái)完成苯和乙苯混合溶液的分離，從而獲得較高濃度的輕組分苯。 （ 5）格式規(guī)范，嚴(yán)格按系部制定的論文格式模板調(diào)整格式。 （ 4）文獻(xiàn)工作扎實(shí)，能夠較為全面地反映論文研究領(lǐng)域內(nèi)的成果及其最新進(jìn)展。 0— 15 分 4 撰寫(xiě)質(zhì)量 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語(yǔ)符合技術(shù)規(guī)范，圖表清 楚，字跡工整，書(shū)寫(xiě)格式規(guī)范， 0— 15 分 合計(jì) 0— 100 分 評(píng)語(yǔ)： 設(shè)計(jì)合理，論證充分，條理清晰，內(nèi)容充實(shí)，符合撰寫(xiě)要求。 蒸餾作為一單元操作已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間，且目前工廠的首選分離方法。易揮發(fā)組分在氣相中的相對(duì)含量比液相中的高，難揮發(fā)組分在液相中的相對(duì)含量比氣相中高，故借助于多次的部分氣化部分冷凝，達(dá)到輕重組分分離的目的。 按待分離混合物的組分?jǐn)?shù)分為：（ 1）兩組分精餾 被分離物系包含兩種組元，該種物質(zhì)分離計(jì)算簡(jiǎn)單，常以此精餾原理為計(jì)算基礎(chǔ)，然后引申到多組分精餾計(jì)算中；（ 2）多組分精餾 被分離物系包含多組分混合物，是在工業(yè)上最為常見(jiàn)的精餾操作。在此過(guò)程中，熱的有效能轉(zhuǎn)化為化學(xué)有效能，過(guò)程的不可逆性越大，有效能損失越大。 （ 3）流程節(jié)能 多組分分離順序的選擇是分離過(guò)程中常遇到的問(wèn)題。蒸餾裝置大型化、過(guò)程強(qiáng)化和節(jié)能技術(shù)，以及開(kāi)發(fā)新蒸餾過(guò)程等成為研究熱點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)中的方案選擇 由于本設(shè)計(jì)任務(wù)中混合物的分離要求較高，故采取精餾操作。6 )(fTV hHu??? ?? 其中泡沫層高度為 mh L f ???? 以有效分離區(qū)面積為基準(zhǔn)的氣體速率為： 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 smAA VfTg 36 49u 39。6V ??????fT hHu? 解得 smhHfT 1639。球冠形封頭、平板封頭都存在較大的邊緣應(yīng)力，且采用平板封頭厚度較大，故不宜采用。 塔盤(pán)類型選擇 采用分塊式塔盤(pán) 依據(jù)：塔盤(pán)板的類型與塔徑有關(guān)：直徑為 300~900mm 的板式塔采用整塊式塔盤(pán)塔體采用分段結(jié)構(gòu)，從塔段的兩段將塔盤(pán)安裝在塔段內(nèi)，塔體上無(wú)需開(kāi)人孔；當(dāng)直徑大于 900mm時(shí)，應(yīng)采用分塊式塔盤(pán)，塔體上開(kāi)設(shè)人孔，塔盤(pán)的拆裝均在塔內(nèi)進(jìn)行，塔體一般不分段，為整體焊接結(jié)構(gòu)。 材料： 345QR 除沫器的設(shè)計(jì) 采用絲網(wǎng)除沫器 依據(jù)：絲網(wǎng)除沫器具有比表面積大，重量輕，空隙率大以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。311 8 1 9 . 6 7( 1 ) 0 . 0 5 8 1 2 0 . 9 5 8 1 7A A A B kg mxx? ??? ? ?? ? ? 釜底液相平均千摩爾質(zhì)量： ( 1 ) 5 78 5 106 104 .6W W A W BM x M x M k g k mol? ? ? ? ? ? ? ? 釜?dú)堃旱捏w積流量： 339。絲網(wǎng)層的厚度按工藝條件由試驗(yàn)確定。 液封盤(pán)的設(shè)計(jì) 在塔最低一層塔盤(pán)的降液管末端應(yīng)攝液封盤(pán)，以保證降液管出口處的液封，液封盤(pán)上開(kāi)有淚孔，供停車(chē)時(shí)排盡液體。板 材為 345QR，按公稱壓力為 來(lái)確定其尺寸。g 36773600)()(V ??????? 則根據(jù)點(diǎn)（ ,4114）和（ 10,3677）兩點(diǎn)在負(fù)荷性能圖上可作出液沫夾帶線，如圖中 4。 漏液線 第一點(diǎn)取設(shè)計(jì)點(diǎn)的液體流量 hmVL ? ,故 smow ? ,于是相應(yīng)漏液點(diǎn)的氣體體積流量為 hmAuV ow 30g 5983 6 0 00 2 9 ????? . 第二點(diǎn)去液體流量為 h3m10 ,經(jīng)查流體收縮系數(shù)得 E= ）（ ?LV， 則 )( 32ow ???? 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 mhh oww 0 7 0 1 5 3 L ????? smhhCugLL )()(30ow??????????????? 故 hmAuV ow 30g ????? 由點(diǎn)（ ,598）和（ 10,）可作出漏液線 ，如圖中 1。 精餾段的工藝條件的有關(guān)計(jì)算 精餾段塔高的計(jì)算 塔高： . 4 )117(1 ) H(NZ TP ????? 式中 Z——塔的有效高度； —實(shí)際塔板數(shù)—PN ； —板間距—TH 。 與國(guó)外相比，我國(guó)在精餾理論若干方面有先進(jìn)之處，在改造工業(yè)生產(chǎn)的精餾塔方面亦有獨(dú)到之處并取得了顯著成效，但是仍然存在不少問(wèn)題。它在操作和控制上比較復(fù)雜，但在節(jié)能和熱能綜合利用上有明顯的優(yōu)勢(shì)。此處主要講技術(shù)節(jié)能，目前國(guó)內(nèi)蒸餾技術(shù)節(jié)能的途徑主要如下。 塔設(shè)備的類型 塔設(shè)備的分類方法很多，例如，按操作壓力分為加壓塔、常壓塔和減壓塔；按單元操作分為精餾塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔等；按形成相間接觸面的方式分為具有固定相界面的塔和流動(dòng)過(guò)程中形成相界面的塔；最常用的分類是按塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為板式塔、填料式塔兩大類。 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 蒸餾技術(shù)分類 按蒸餾方式分為：（ 1）平衡蒸餾或簡(jiǎn)單蒸餾 平衡蒸餾即為一般閃蒸過(guò)程，混合液體加熱后，使部分液體氣化，達(dá)到初步分離的目的，這種過(guò)程稱為單級(jí)平衡過(guò)程，多用于待分離混合物中各組分揮發(fā)較大而對(duì)分離要求不高的場(chǎng)合，是最簡(jiǎn)單的蒸餾 。由于我國(guó)蒸餾技術(shù)能耗高，大型節(jié)能技 術(shù)正面臨挑戰(zhàn)。本設(shè)計(jì)包括蒸餾技術(shù)的概述、精餾塔工藝尺寸的計(jì)算、塔板校核、精餾塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、筒體及各部件材料的選擇、筒體各處開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)、塔體機(jī)械強(qiáng)度的校核及精餾塔裝配圖的 繪制等主要內(nèi)容。 0— 10 分 2 能力與質(zhì)量 調(diào)研論證 能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識(shí)的能力。 新疆工程學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2021 屆 題 目 苯 乙苯精餾塔的工藝和機(jī)械設(shè)計(jì) 專 業(yè) 煤炭深加工與利用 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 090420 指導(dǎo)教師 完成日期 20210313 新疆工程學(xué)院教務(wù)處印制 新 疆 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 任 務(wù) 書(shū) 班級(jí) 煤化 09— 3（ 2） 班 專業(yè) 煤炭深加工與利用 姓名 楊玉坤 日期 20210220 論文（設(shè)計(jì)）題目： 苯 乙苯精餾塔的工藝和機(jī)械設(shè)計(jì) 論文（設(shè)計(jì)）要求： （ 1）學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下按時(shí)完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量