【正文】 s=1000mm,L=3400mm,H=1000mm。/600= 冷凝水流量 W=skgP ttC Q 2 3 2 1)( 21 ???? 再沸器 塔底溫度 tw=℃ 用 t0=135℃的蒸汽，釜液出口溫度 t1=123℃ 則Δ t1=totw==℃ Δ t2=tot1=135123=12℃ Ctttttm??????????? 12 2121 由 tw=℃ ,查液體比汽化熱共線圖得γ 甲苯 = kgkJ 氣體流量 VS39。39。 ??? ? 故在本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。39。39。39。0 ??? ，查圖得 39。39。39。39。L=60mm= 故 m0 4 1 8 1 8 1 39。 ????? ?? 按標準塔徑 圓整后 1D , 2D 均取為： D= 塔塔截面積為： AT=π /4 D2= 實際空塔氣速為 : 提餾段： 提餾段圖的橫坐標為： ) ( )( 2/12/1, ?? ??? VLssVL ?? 取板間距 , ?? LT hmH 板上液層高度 ，則 ???? LL hH 查圖得 20,C = , ?L? mN/m 0 6 6 1 )20 (0 7 )20( ,20, ????? LCC ? s/m0 2 2 850 71 a x ????u 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smAqu TVV / , ??武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 21 sm / m a x, ????? ?? mVD s , ????? ??? 按標準塔徑圓整后為 , ? 塔截面積為 22T, m9 5 0 ??? ? 實際空塔氣速為 s/m6 4 5 9 5 0 6 1 3 , ??? TsAVu 餾塔的有效高度的計算 精餾段有效高度： Z 精 =（ N 精 1） HT=（ 91） = 提餾段有效高度： Z 提 =（ N 提 1） HT=（ 151） = 在進料板上方開一人孔 ,其高度為 ，故精餾塔的有效高度為： Z=Z 精 +Z 提 +=++= 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 ：塞板塔 ：單流型 因塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管、凹形受液盤。 s 武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 19 第三章 篩板式 精餾塔 塔體工藝尺寸計算 塔徑的計算 精餾段、提餾段的氣、液相體積流率 / 3, ?????VmVmVnVV Mqq ? / 3, ?? ??? LmmLLnLV Mqq ? 提餾段的氣、液相體積流率為 /sm61 00 00 3, 39。39。 T） ,求取 NT，步驟如下： 根據(jù)苯 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)，利用泡點方程和露點方程繪出 x﹣ y 圖（圖1）。 熱能的利用 精餾過程是組分反復汽化和反復冷凝的過程，耗能較多，如何節(jié)約和合理地利用精餾過程本身的熱能是十分重要的。這樣，可節(jié)省一些操作費用和設備費用。例如組分的分 離順序、塔設備的型式、操作壓力、進料熱狀態(tài)、塔頂蒸汽的冷凝方式、余熱利用方案以及安全、調節(jié)機構和測量控制儀表的設置等。 第二章 精餾塔 的 設計計算 ................................................ 錯誤 !未定義書簽。譬如，用原料作為塔頂產(chǎn)品（或釜液產(chǎn)品）冷卻器的冷卻介質，即可將原料預熱，又可節(jié)約冷卻介質 。 進料狀態(tài) 進料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負荷都有密切的聯(lián)系。同時對于釜液的沸騰，溫度差過大，形成膜狀沸騰，反而對傳熱不利。 帶控制點的工藝流程圖 武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 10 第二章 精餾塔設計計算 本設計任務為分離苯 甲苯混合物。 ??? 操作溫度計算 依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法，計算出泡點溫度，其中苯、 甲苯的飽和蒸汽壓由安托尼方程計算，計算結果如下： 1 2 ????AP ?① ???? tPB ?② 塔頂溫度： ??? ???BABpp ?③ 聯(lián)立方程①②③ 試差求得 tD=℃ 進料板溫度：??? ??? BA Bpp ?④ 聯(lián)立方程①②④ 試差求得 tF=℃ 塔釜溫度： ??? ??? BA Bpp 201 ?⑤ 聯(lián)立方程①②⑤ 試差求得 tw=℃ 精餾段平均溫度 Ct ???? 提餾段平均溫度 Ct ???? 39。 s， μB=39。39。/39。39。3t39。??????? ?????????? ???????rxrxxAa武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 26 第四章 篩板的流體力學驗算 校核 精餾段的計算 ： （ 1）干板阻力 hc 的計算 由 ??? ，查圖得 ? 故 muhLVc 0 3 1 9 9 0 4 9 0 7 1 7 8 5 5 2200 ????????????????????? ??液柱 （ 2)氣體通過液層的阻力 lh 由公式計算，因本設計分離本和甲苯，即液相為碳氫化合物，可取充氣系數(shù) ?? 。 39。39。 ?? sm 穩(wěn)定系數(shù) 66 90 39。h39。∕ s 同理可得：液相負荷上限線 0 0 6 8 6 6 8 6 39。由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。 (1)塔頂空間 HD 塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂空間的距離。 。 則液體流量hmD DMV 33 7 2 4 1 2 ???? ? 取管內(nèi)流速 u＝ m/ s，則回流管直徑mmuVd D 6 56 60 04 3 6 0 03 7 2 ?????? ?? 可取流管規(guī)格為Φ 32 3 則管內(nèi)徑 d＝ 322 3=26mm 回流管實際流速smDdVu 23 6 0 03 7 2 ???? ?? 法蘭管徑： 85 螺栓孔直徑 L=14 厚度 16 重量 塔頂蒸汽接管管徑 武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 37 塔頂蒸汽密度ρ＝ kg/m3 則蒸汽體積流量hkgV VV 9 2 5 2 1 ???? ? 取管內(nèi)蒸汽流速 u＝ 30 m/s，則 mmuVd V 6 70 3 6 0 09 2 5 2 1 54 ????? ?? 可取規(guī)格為取Φ 219 6的鋼管 則實際管徑 d＝ 207mm 塔頂蒸汽接管實際流速smVdVu 23 6 009 2 2 1542 ???? ?? 法蘭管徑： 340 螺栓孔直徑 L=22 厚度 24 重量 釜液排出管管徑 塔底 W＝ ， 平均密度ρ＝ 179。 3232 ????????? wlEd ? ????? hhhhhH dcOWWT ???????? )1()1(武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 33 故 323 4 6 4 5 3 8 01 4 5 8 0 3 22 SSS LLV ??? 即 7 1 9 22 SSS LLV ??? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 Ls值，依上式計算出 Vs值，計算結果列于下表，由表中數(shù)據(jù)作出液泛線 5. 液泛線數(shù)據(jù) LS,m3/s VS， m3/s 同理可得： 液泛線 325 9 9 2 2 5 5 76 7 0 39。 sL ， s3m sV ， s3m 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度 how= 作為最小液體負荷標準。39。39。 0 ??????? clp hhh 氣體通過每層塔板的壓 降為： 1 k P aPa5 6 7 7 3 6 39。 39。39。 ? 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 39。m0 2 9 8 2 6 0 0 3 6 0 00 0 3 2 5 39。/39。h ，由 dWm0 1 4 5 36000 0 1 6 3 , ??? ???? owLVo uqhmmhh W 3 4 0 1 4 5 4 8 5 ?????owLw hhh 39。CC ?武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 20 0 8 0 9 0 9 0 40 6 8 2 a x ??????VVLc ? ??? m/s 提餾段查史密斯關聯(lián)圖得 C39。 s 3 0 6 )9 7 (3 0 2 7 ?????L D m? 武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 18 解得： μ LDm= mPa39。例如，采用中間再沸器和中間冷凝器的流程 [1]，可以提高精餾塔的熱力學效率。但若要求加熱溫度超過 180℃ 時，應考慮采用其它的加熱劑，如煙道氣或熱油。但在塔徑相同的情況下，適當?shù)靥嵛錆h工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 8 高操作壓力可以提高塔的處理能力。間歇蒸餾具有操作靈活、適應性強等優(yōu)點，適用于小規(guī)模、多品種或多組分物系的初步分離。 塔板數(shù)的確定 ................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 操作壓力 蒸餾操作通?？稍诔骸⒓訅汉蜏p壓下進行。但對有些物系 (如酒精與水的 二元混合液 )，當殘液的濃度稀薄時，溶液的相對揮發(fā)度很大，容易分離，故所增加的塔板數(shù)并不多，此時采用直接蒸汽加熱是合適的。與此同時，合理利用精餾過程本身的熱能也是節(jié)約的重要舉措。將上表中數(shù)據(jù)作圖得x﹣ y曲線： 圖 1—— 相平衡曲線 ? ? ? ?ooo BABt ppppx ??? / tA pxpy /o?武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 12 2）操作回流比的確定 由“泡點液體進料”可知： q=1，則有 xe=xq=xF= 在 xy 圖（圖 1）中對角線上， yq=， xq= 故最小回流比： 考慮到精餾段操作線離平衡線較近，取實際操作的回流比為最小回流比的 2 倍， 即 ： R=2Rmin=2 = 3）精餾塔的氣，液相負荷 精餾塔的氣相、液相負荷： L=RD= = hkmol V=(R+1)D=(+1) = hkmol L′ =L+qF=+= hkmol V′ =V(q1)F=V= hkmol 4）操作線 方程的求解 精餾段操作線方程為 97 ????? xxVDxVLy D 即 y=+ 提餾段操作線方程為 01 39。 mkgLm ???? 液相平均表面張力計算 武漢工程大學郵電與信息學院化工原理課程設計說明書 17 液相平均表面張力計算公式： iiLm x ?? ??? 1）塔頂： 由手冊和內(nèi)插法計算得 ?Dt ℃ , mNA / 3???? ，mNB / 3???? 。 ?????VmVmVnVVMqq ? / 3, 39。 取板上清液層高度 hL=60mm= 故 ????? owLw hhh 3） .弓形 降液管的寬度 和降液管的面積 fA 由 ?DLw ，查圖 57得 ,?? Tfd AADW ，即： mDW AA d tf 1 3 6 2 2 m0 6 8 6 5 0 7 2 7 2 2???? ???? 依教材中式 59驗算液體在降液管中停留時間 ,即 : s5s8 0 5 )3 6 0 00 0 1 6 3 ( 6 8 6 6 0 0/3 6 0 0 ??????? hTf LHA? 可以滿足要求。39。 ??????? hTf LHA? 可以滿足要求