【正文】 過(guò)程的節(jié)能技術(shù) [J]. 節(jié)能技術(shù)， 2020， 26(1)： 6465. [5] 張琴，范海明，周鈞 . 精餾過(guò)程的節(jié)能 技術(shù) [J]. 艦船防化， 2020,（ 3）： 15. [6] 于國(guó)琮 . 仍需重視精餾研究 [J]. 國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)， 2020，（ 2）： 4748. [7] 夏清等 . 化工原理 本科畢業(yè)論文 進(jìn)料板高度 ?。? mHF ? 總塔高： mHHHHn p H pHnHnpnnH BDFFTF )1( 21 ??????????? 附屬結(jié)構(gòu) 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、 T 形進(jìn)料管。再沸器的熱負(fù)荷為 hkJrVIIVQ mLWVWB / 4 6 39。 負(fù)荷性能圖 VsLs 圖 22 負(fù)荷性能圖 1． 霧沫夾帶線 4。 200 wT hHb )1(39。 本科畢業(yè)論文 液沫夾帶線 以 氣液 kg/ kgev ? 為限，求 ss LV? 關(guān)系如下： LsLhHLLshhhhVsAAVsusfTsowwLffTa323/23/2))3600( 3211000()(???????????????????再由： )( ???? ? fT aLv hH ue ? 整理得： LsVs `324 6 2 3 ?? 在操作范圍內(nèi) ,任取幾個(gè) Ls 值 ,依上式計(jì)算出 Vs 值 ,計(jì)算結(jié)果列于下表 表 27 塔板的液沫夾帶線數(shù)據(jù)表 )s/( 3mLs )s/( 3mVs 據(jù)此表數(shù)據(jù)可作出液沫夾帶線線 2。本次設(shè)計(jì)的處理物無(wú)腐蝕性且不易堵塞，故取篩孔徑 mmdO 10? 。 ① 堰長(zhǎng) 根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，單溢流弓形降液管其 Dlw )( ?? ， 則?。? mDl w ???? ② 流堰高度 wh 液上液層高度 how 采用弗蘭西斯公式 ： 32)(1 0 whow lLEh ??? hL —— 塔的液體流量 E —— 液流收縮因素 查液流收縮系數(shù)計(jì)算圖得： 1?E 則 : mhow ) (11000 32 ????? 取板上清液層高度 mmhL 90? 則 : mhhh owLw 0 4 8 4 1 ????? ③ 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA ： 由 ?D ， 查弓形降液管參數(shù)圖得 ?TAA ?D 則 ： mA f ??? ， mW d ??? 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即： ssL HAh Tf ??? ????? 故降液管設(shè)計(jì)合理。 A、 B、 C 是安托尼常數(shù)。降低精餾過(guò)程的能耗，對(duì)于節(jié)約能源，減少產(chǎn)品成本至關(guān)重要 [5]。 圖 12 板塔示意圖 文獻(xiàn)綜述 目前就苯 甲苯的分離來(lái)說(shuō)，主要采用的是精餾分離。與泡罩塔相比，篩板塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大；塔板效率高，壓降低，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塔盤(pán)造價(jià)減少 40%左右，安裝、維修都較容易。氣體則在壓力差的推動(dòng)下，自 下而上穿過(guò)各層塔板的生氣道（泡罩、篩孔或浮閥等），分散成小股氣流，鼓泡通過(guò)各層塔板的液層。板式塔塔內(nèi)裝有一定數(shù)量的塔盤(pán) ,是氣 液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件 。 甲苯是最簡(jiǎn)單，最重要的芳烴化合物之一。 早在 1920 年代，苯就已是工業(yè)上一種常用的溶劑，主要用于金屬 脫脂。在塔板的工藝設(shè)計(jì)方面，則 包括了精餾塔的全塔物料衡算，對(duì)相關(guān)物性參數(shù)的計(jì)算和塔板數(shù)的計(jì)算，繼而設(shè)計(jì)了塔體的工藝尺寸。主要研究過(guò)程是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和操作環(huán)境確定了設(shè)計(jì)方案，然后繪制相應(yīng)的工藝流程圖。苯難溶于水， 1 升水中最多溶解 苯；但苯是一種良好的有機(jī)溶劑，溶解有機(jī)分子和一些非極性的無(wú)機(jī)分子的能力很強(qiáng)。苯可以合成一系列苯的衍生物： ? 苯與乙烯生成乙苯，后者可以用來(lái)生產(chǎn)制塑料的苯乙烯； ? 苯與 丙烯生成異丙苯，后者可以經(jīng)異丙苯法來(lái)生產(chǎn) 丙酮 與制樹(shù)脂和粘合劑的苯酚； ? 制尼龍的環(huán)己烷； ? 合成順丁烯二酸酐； ? 苯有減輕爆震的作用而能作為汽油添加劑 ； ? 用于制作 苯胺 的硝基苯； ? 多用于 農(nóng)藥 的各種氯苯； ? 合成用于生產(chǎn)洗滌劑和添加劑的各種烷基苯 ； ? 合成 氫醌 ， 蒽醌 等化工產(chǎn)品 。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的流動(dòng)液層。五十年代起對(duì)篩板塔進(jìn)行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握了篩板塔的性能，并形成了較完善的設(shè)計(jì)方法。但設(shè)計(jì)良好的篩板塔仍具有足夠的操作彈性，對(duì)易 引起堵塞的 物系可采用大孔徑篩板，故近年我國(guó)對(duì)篩板的應(yīng)用日益增多。自從發(fā)生了世界性的能源危機(jī)以來(lái)，精餾過(guò)程的節(jié)能問(wèn)題已引起了人們的廣泛重視。 第二章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 精餾塔的全塔物料衡算 原料液摩爾分率 和摩爾流量 苯的進(jìn)料摩爾流量 : hk m olnA / ??? ???? 原料 原料罐 原料預(yù)熱器 精餾塔 冷凝器 冷卻器 再沸器 苯 冷卻器 甲苯儲(chǔ)罐 甲苯 苯儲(chǔ)罐 本科畢業(yè)論文 甲苯的進(jìn)料摩爾流量 : hk m olnB / ??? ???? 總物料摩爾流量 ： hk o mlnnF BA / ????? 甲苯的進(jìn)料 摩爾分率 : ??Ax 苯的進(jìn)料摩爾分率 : 5 9 0 0 9 ????? BA xx 塔頂產(chǎn)品流量及摩爾分率 : 總物料質(zhì)量流量： hkgMF / 10001000025 ???? 總物料質(zhì)量守衡 ： WDF MMM ?? 苯的質(zhì)量守衡： AWADA MMM , ?? 聯(lián)立求解得： hkgMW /14138? hkgMMM WFD / 7 4 2 4 1 3 1 5 6 5 ????? 苯的摩爾流量： hk m olnAD / , ??? 甲苯的摩爾流量： hk m oinBD / , ??? 塔頂產(chǎn)品流量： hk m o lnnDBDAD /, ????? 苯的摩爾分率： , ??ADx 甲苯的進(jìn)料摩爾分率： 0 1 7 8 3 , ????? ADBD xx 塔底產(chǎn)品的流量及分率 ： 苯的 摩爾流量： hk m olnAW / , ??? 塔底產(chǎn)品的流量： hk mo lDFW / ????? 苯的摩爾分率： 023 , ??AWx 甲苯的進(jìn)料摩爾分率： , ????? AWBW xx 本科畢業(yè)論文 表 21 物料衡算表 物理量名稱 物料組分 摩爾流量（ kmol/h） 摩爾分率 進(jìn)料 苯 甲苯 總計(jì) 塔頂 苯 甲苯 總計(jì) 塔底 苯 甲苯 總計(jì) 相關(guān)物性參數(shù)的計(jì)算 相對(duì)揮發(fā)度 表 22 常壓下苯 — 甲苯的氣液平衡與溫度關(guān)系 溫度 T/（℃ ） 液相中苯的摩爾分?jǐn)?shù) /x 氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù) /y 110． 6 0． 00 0． 00 106． 1 0． 088 0． 212 102． 2 0． 200 0． 370 98． 6 0． 300 0． 500 95． 2 0． 397 0． 618 92． 1 0． 489 0． 710 89． 4 0． 592 0． 789 86． 8 0． 700 0． 853 84． 4 0． 803 0． 914 82． 3 0． 903 0． 957 81． 2 0． 950 0． 979 80． 2 1． 00 1． 00 由于泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1，由氣液平衡相數(shù)據(jù)，用內(nèi)插法求進(jìn)料溫度 ： ? ???? Ft 解得： CtF ?? 6 8 安托尼方程： CT BAp ????lg 本科畢業(yè)論文 注： po 是物質(zhì)的飽和蒸氣壓， kPa。 塔截面積： 222 mDA T ???? ? 本科畢業(yè)論文 實(shí)際空速： smAVu TS /25 65 ??? 塔板 主要工藝尺寸的計(jì)算 1） 溢流裝置地計(jì)算 因塔徑 mD ? ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。 ? 無(wú)效區(qū)： mWc ? ③開(kāi)孔區(qū)面積 開(kāi)孔區(qū)面積 aA 計(jì)算為： )s i n180(2 1222 rxrxrxA a ???? ? 其中 mWWDx sd )()(2 ??????? mWDr c ????? 故 2222 ) rc s i n( (2 mAa ???????? ④ 篩孔計(jì)算及其排列 篩孔直徑： 近年來(lái)隨著設(shè)計(jì)水平的提高和操作經(jīng)驗(yàn)的積累，有采用大孔徑（ 10~25mm）篩板的趨勢(shì)，因大孔徑篩板加工簡(jiǎn)單，造價(jià)低，且不易堵塞，只要設(shè)計(jì)合理，操作得當(dāng)，仍可獲得滿意的分離效果。 塔板的負(fù)荷性能圖 漏液線 由 VLowws hhhCAVu ??? /])( 0 5 [ 00m i i ????? 32 ??????????? whow lLEh howhwhL ?? oso AVu min,min, ? 得： 360011000/1000 323200m i n.??????????? ??????????????????????????????????? ?????????????????????sVLwhwsLhlLEhACV ??? 整理得： LsV s 32m in, ?? 在操作范圍內(nèi) ,任取幾個(gè) Ls 值 ,依上式計(jì)算出 Vs 值 ,計(jì)算結(jié)果列于下表 表 26 塔板的漏液線數(shù)據(jù)表 )s/( 3mLs )s/( 3mVs 據(jù)此表數(shù)據(jù)可作出漏液線 1。 sss LdLcbVa ??? 其中： ? ? ?????????LVCAa ??.39。 3/233/23 ??????????????????????????? ??wlEd ?代入整理得： 3/222 0 5 7 2 6 0 6 5 sss LLV ??? 在操作范圍內(nèi) ,任取幾個(gè) Ls 值 ,依上式計(jì)算出 Vs 值 ,計(jì)算結(jié)果列于下表 本科畢業(yè)論文 表 38 塔板的液泛線數(shù)據(jù)表 )s/( 3mLs )s/( 3mVs 由此表數(shù)據(jù)可作出液泛線 5。 再沸器熱負(fù)荷 BQ 及加熱蒸汽的消耗量 hW 由于釜?dú)堃褐斜降暮亢艿停瑸楹?jiǎn)化起見(jiàn)，其焓按純甲苯進(jìn)行計(jì)算。 封頭高度 ?。? mH ? 人孔 根據(jù)每 6～ 8 個(gè)板開(kāi)一個(gè)孔因此開(kāi)三個(gè)人孔，并且每個(gè)人孔 大小為：mHp ? 。 ????? ??? ?? 圓整后 : mmdW 83? 可取回流管規(guī)格 Φ 83 則實(shí)際管徑 d=75mm 塔釜蒸汽接管實(shí)際流速 smdLWu /01 00 604436 00 4 221 ???? ??? ?? 法蘭 由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭。qm inm a xl??WVTsqPnmLjihFe