【正文】 ...................................................... 22 提餾段氣液流量的流體力學上下限線 ................................... 22 漏液線 .......................................................... 22 液體流量下限線 .................................................. 23 液體流量上限線 .................................................. 23 過量霧沫夾帶線 .................................................. 23 液泛線 .......................................................... 24 塔板工 作線 ...................................................... 25 6 主要設(shè)計結(jié)果總匯 .......................................... 27 7 總結(jié) .................................................................. 28 參考文獻 ................................................................ 29 符號說明 .......................................................... 30 致謝 .................................................................... 31 附錄 精餾塔裝配圖 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 1 精餾方案的說明 本精餾方案適用于工業(yè)生產(chǎn)中苯 甲苯溶液二元物系中進行苯的提純。 進料狀態(tài) 進料狀態(tài)直接影響到進料線（ q 線）、操作線和平衡關(guān)系的相對位置，對整個塔的熱量衡算也有很大的影響。 精餾過程： 30℃原料液從原料罐經(jīng)進料泵進入原料換熱器 E102 再經(jīng)原料預熱器進行預熱進一步預熱至泡點（ ℃，加熱介質(zhì)為水蒸汽），溫度升至約 ℃ ,從進料口進入精餾塔 T101 進行精餾，塔頂氣溫度為 ℃部分冷凝 后的氣液混合物進入塔頂冷卻器（冷卻介質(zhì)為冷卻水），冷凝后的物料進入回流罐 V102，然后再通過回流泵，將料液 一部分 作為回流也打入塔頂， 另一部分作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)產(chǎn)品冷卻器進入產(chǎn)品儲罐化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 V103，再經(jīng)產(chǎn)品泵 P104/AB 輸送產(chǎn)品。不溶于水，與乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油混溶。幾乎不溶于水，與乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳混溶。 由 BA ABppx pp?? ?， AAA pxy p?且相對揮發(fā)度 ABpp?? 根據(jù) 0ln iii iBPA TC?? ? Antoine 公式 查得：苯和甲苯的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)見表 22 表 22 苯和甲苯的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) A B C 苯 甲苯 所以在 下 , ? , ? 由手冊 [1]查的苯 甲苯系的氣液平衡數(shù)據(jù)： 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 表 23 苯 — 甲苯氣液平衡 [苯 （ ） /%（ mol） ] 溫度 TC 飽和蒸汽壓 Ap 飽和蒸汽壓 Bp x y 相對揮發(fā)度 ? 84 88 92 96 100 104 108 0 0 由上數(shù)據(jù)可繪出和 txy 圖。 查資料： 5 911+ 752211+ 222iiiiM pa sM pa sM pa sx M pa sx M pa s?????????????? ? ? ? ?? ? ? ? ???塔 頂進 料 板塔 底精 餾提 餾（ 0. 4 0. 35 ）（ 0. 29 0. 35 ） 所以 11 + 0 . 3 4 822L i ix M p a s??? ? ? ? ??全 塔 （ 0 . 3 2 0 . 3 7 5 ） 查圖精餾塔全塔效率關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊 810圖）， 2 .4 6 0 .3 4 8 0 .8 5 5L?? ? ? ? 所以全塔效率 0 ? 可知實際塔板數(shù) PN 012 240 .5 0TP NN E? ? ? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 3 精餾塔塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計計算 精餾段 工藝尺寸的計算 塔徑、塔高的計算 已知條件計算兩相流動參數(shù) 2. 47 81 4. 5 32 2. 67slLVsgLF V ??? ? ? 取 4 0 0 0 .4 0TH mm m??， .06Lhm? ，則分離空間為 h m? ? ? ? 查液體表面張力共線圖得： 11 + 3722 iiNmNmx N m??????? ? ? ??塔 頂進 料 板精 餾 （ 234 239 ） 查史密斯關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊 813 圖）： 20 ? ，因表面張力的差異，氣體負荷因子的矯正為 20 ( ) ( ) 7CC?? ? ? 最大允許速率為 m a x 814 .5 3 / m s??? ?? ?? ? ? ? 取空塔速率為最大允許速率的 倍，則空塔速率為 m a x0 .7 0 .7 1 .2 7 0 .9u u m s? ? ? ? 則塔徑 D 為 4 4 0 . 3 4 0 . 7 23 . 1 4 0 . 9gVDmu? ?? ? ?? 根據(jù)標準塔徑圓整為 ? 當塔徑為 1m時，其板間距可取 400mm。 漏夜 計算克服液體表面張力的作用引起的壓降 h? 4 4 0 . 0 2 3 7 0 . 0 0 69 . 8 1 9 . 8 1 8 1 4 . 5 0 . 0 0 2Lohmd? ?? ?? ? ?? ? ? ? 液 注 計算漏夜點氣速 OWu 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 ? ? 56 LLO W o VhhuC ? ??? ? ?? ? ?0 .0 0 5 6 0 .1 3 0 .0 6 0 .0 0 6 8 0 7 .4 2 14 .4 0 .7 2 2 .6 74 .7 ms? ? ? ?? ? ?? 9 .5 2 .0 1 .5 ~ 24 .7oowuK u? ? ? ?（ ） 可 見不會發(fā)生嚴重漏液現(xiàn)象。 過量霧沫夾帶線 第一點為設(shè)計點， m h? 由 3 . 265 . 7 1 0 0 . 1v Tfue Hh? ? ??????????? ? ?1 3 .260 .15 .7 1 0 Tfu H h? ???? ??????? ? ?1 6 10 ms????? ? ??????? 于是 3( ) 1 . 6 ( 0 . 5 0 2 4 0 . 0 4 5 ) 3 6 0 0 2 6 3 4g T fV u A A m h?? ? ? ? ? ? ? 第二點取液體流量為 310LV m h? ， ? 2 .5 2 .5 0 .0 7 2 0 .1 8fLh h m? ? ? ? ? ?1 3 .260 .15 .7 1 0 Tfu H h? ???? ??????? ? ?1 6 10 ms????? ? ??????? 3( ) 1 . 5 ( 0 . 5 0 2 4 0 . 0 4 5 ) 3 6 0 0 2 4 7 0g T fV u A A m h?? ? ? ? ? ? ? 根據(jù) (,2634)和 (10,2470)兩點 ,在負荷性能涂上作出液沫夾帶線④ . 液泛線 第一點為設(shè)計點 m h? ， ? ， ?? ， 2001 0 .6 2 0 .0 62 gP d LLuh h h gC?? ? ??? ? ? ? ????? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 已求得 2 4 50 3 3 2LrWVhmlh ? ??? ???? ? ? ? ? ??? ??????? 液 注 d p L rH h h h? ? ? 2 5001 102 gLugC?? ???? ? ? ? ? ????? 令 11( ) (0 . 4 0 0 . 0 5 2 ) 0 . 2 2 622d T WH H h? ? ? ? ? ? 可見 2 5001 10 62 gLugC?? ??? ? ? ? ? ? ????? 已知 0 ? ，由上式解出 0 m s? ，得 300 2 0 . 5 0 . 0 3 6 3 6 0 0 2 6 5 7gV u A m h? ? ? ? ? 第二點取液體流量為 310LV m h? ， ? 0. 62 0. 07 2P d L dh h h h?? ? ? ? ? 2201036000 . 1 5 3 0 . 1 5 3 0 . 0 0 1 40 . 7 0 . 0 4 2LrWVhmlh??????? ? ? ? ??? ??? ????液 注 2001 0 .6 2 0 .0 7 2 0 .0 7 2 0 .0 0 1 4 0 .2 5 12 gdLuH gC?? ??? ? ? ? ? ????? 由上式解出 0u 為 0 m s? 300 1 8 . 9 0 . 0 3 6 3 6 0 0 2 4 4 9gV u A m h? ? ? ? ? 根據(jù) (,2657)和 (10,2449)兩點 ,在負荷性能涂上作出液泛線⑤。 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 27 6 主要設(shè)計結(jié)果總匯 符號 代表參數(shù) 數(shù)值 符號 代表參數(shù) 數(shù)值 mt 平均溫度 86 ℃ aA 塔橫截面積 mP 平均壓力 kpa aA 鼓泡 區(qū)面積 gV 氣相流量 0d 篩孔直徑 m LV 液相流量 10 ms?? n 篩 孔數(shù)目 9600 PN 實際塔板數(shù) 24 21 孔中心距 m Z 有效段高度 ? 開孔率 ％ D 精餾塔塔徑 m u 空塔氣速 m/s TH 板間距 m OWu 氣體速率 R 回流比 K 穩(wěn)定系數(shù) Wl 堰長 ve 液液沫夾帶 (kg 液 /kg 氣 ) Wh 堰高 m LV 氣相負荷上限 13 板上液層高度 m LV 氣相負荷下限 Ph 氣體通過塔板壓降 操作彈性 oh 降液管底隙高度 m sW 安定區(qū)寬度 m 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 28 7 總結(jié) 本精餾設(shè)計方案從整體上看，設(shè)計趨于準確，一般情況下操作安全，操作彈性也比較大，可以完成生產(chǎn)任務(wù)的要求。 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計） 29 參考文獻 [1] 陳敏恒等 .《 化工原理 》 上下冊 .化學工業(yè)出版社 .2020 年