【正文】 。 20 制圖質(zhì)量 30% 制圖圖形 圖紙的布局、線形、字體、箭頭、整潔等。 設計過程中還培養(yǎng)了我的自學能 力，設計中的許多知識都需要查閱資料和文獻，并要求加以歸納、整理和總結(jié)。手孔的設置應便于人的手臂可以伸入塔內(nèi)，一般每隔 4— 5m才設一個手孔，本塔中共 34塊板，須設 5個手孔，每個孔直徑為 100mm。按泛點率 80%計算： 精餾段 ?? ????? SS LV 整理得： SS LV ?? 由上式可知物沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)取兩個 SS VL 值，可算出 ： 表 31物沫夾帶曲線表 1 )/3 smLS（ 0 )/( 3 smVS 提餾段 ????????? SS LV 整理得： ???? SS LV 在操作范圍內(nèi)取兩個 ?? SS VL 值，可算出 : 表 32物沫夾帶曲線表 2 )/3 smLS（? 0 )/( 3 smVS? 液泛線 dLCdlPWT hhhhhhhhhH ????????? ?? 1)( 由此確定液泛線，忽略式中 ?h NdVuLEhhlLguhHSSWWSLVWT2003/2020204])3 6 0 0(1 0 0 0)[1()(1 5 2)(?????????????? 吉林化工學院化工原理課程設計 16 精餾段 ])(1000 )[() 39。 熱量衡算 塔的附屬設備及主要附件的選型 繪制工藝流程圖和工藝條件圖 精餾塔的工藝設計 精餾塔主要工藝尺寸的設計 吉林化工學院化工原理課程設計 2 1原料罐， 2進料罐， 3苯、甲苯精餾塔， 4塔頂全凝器， 5再沸器 設計思路 本次課程設計的任務是設計苯 — 甲苯精餾塔，塔型為浮閥式板塔，進料為兩組份進料，且苯與甲苯的揮發(fā)度有明顯差別，可用一個塔進行精餾分離。按照逐板法計算理論塔板數(shù)為 12 塊，其中精餾段塔板數(shù)為 5 塊，提餾段塔板數(shù)為 7塊。 綜合工藝方便，經(jīng)濟及安全多方面考慮，本設計采用了浮閥式塔 板對苯 — 甲苯溶液進行分離提純。簡易流程如下，具體流程見附圖。 塔板符合性能圖 物沫夾帶線 泛點率 = %1 0 0???bFLSVLVSAKCZLV ?? ?據(jù)此可做出負荷性能圖的物沫夾帶線。 手孔 由于本次設計的塔徑較小，所以應 設置手孔。 此外， 課程設計是對以往學過的知識加以檢驗，它能夠培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的能力，尤其是這次精餾塔設計更使我們深入的理解和認識了化工生產(chǎn)過程，使我們所學的知識不局限于書本，并鍛煉了我的邏輯思維能力。 20 制圖正確性 符合化工原理課程設計任務書制圖要求，正確繪制流程圖和工藝條件圖等。由精餾塔的附屬設備的計算可知：塔頂冷凝器的型號為 G159I252，塔底再沸器的型號為 G273II253。 封頭 選取橢圓形封頭，由公稱直徑 300mm，查得曲面高度 mmh 4001 ? ，直邊高度mmh 300 ? ，故選用封頭 721120,2300 ?? JBD g 除沫器 空塔氣速較大，塔頂帶液嚴重以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設置除 沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設備的正常操作。 物沫夾帶 由公式：泛點率 = %1 0 0???bFLSVLVSAKCZLV ?? ? 板上液體流經(jīng)長度： mWDZZ dLL ???????? 板上液流面積： 6 2 7 8 mAAAA fTbb ???????? 圖 33 泛點負荷因數(shù) [1] 則精餾段：取物性系數(shù) K=，泛點負荷系數(shù)圖查得 ?FC ，帶入公式有： 泛點率 %% 3???? ???????F 提餾段：取系數(shù) K=，泛點負荷系數(shù)圖查得 ??FC 泛點率 吉林化工學院化工原理課程設計 15 %% 3???? ????????F 物沫夾帶是指下層塔板上產(chǎn)生霧滴被上升氣流帶到上層塔板上的現(xiàn)象，物沫夾帶將導致塔板效率下降。該物系屬易分物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 倍。 附錄 4 生產(chǎn)工藝流程圖 .................................................................... 錯誤 !未定義書簽。通過流體力學驗算表明此塔的工藝尺寸符合要求，由負荷性能圖可以看出此精餾塔有較好的操做性能，精餾段操作彈性為 。 回流比的選擇 選擇操作回流比為最小回流比的 2倍。 SSS LLV ??? 在操作范圍內(nèi)，任取若干個 SL 值，算出相應的 SV 值 表 33液泛線 精餾段 提餾段 )/3 smLS（ )/( 3 smVS )/3 smLS（ ? )/( 3 smVS? 0 0 液相負荷上限 液體的最大流量應保證激昂也管中停留時間不低于 35s 液體降液管內(nèi)停留時間 3??STfLHA? 5s 以 ? =5s 為液體在降液管中停留時間的下限 ,則 5)( m a x TfS HAL ? = sm / 6 2 33???? 漏液線 對于 1F 型重閥 ,依 0F =5 作為規(guī)定氣體最小符合的標準，則0204 NudVS ?? 精餾段 smNdVS /4 2 51 2 00 3 8 )( 32020m i n ?????? ?? 提餾段 smNdVS /3 7 51 2 00 3 8 )( 32020m i n ?????????? ?? 也想負荷下限線 取 堰 上 液 層 高 度 OWh = ， 作 為 液 相 負 荷 下 限 條 件 ， 依吉林化工學院化工原理課程設計 17 2 / 3m in3 6 0 0 ( )2 .8 4 ()1000 SWLE l=，計算出 SL 的下限值以此作出液相負荷下限線，該線為與氣體流量無關的豎直線： 取 E=,則 smlL WS / 6 0 ) 1 0 0 00 0 (3 6 0 0) 1 0 0 00 0 ()( 342/32/3m i n ????????? 由以上 15作出塔板負荷性能圖 精餾段塔板負荷性能圖162345y = 00 Ls/ （m3/ s）Vs/（m3/s）1物沫夾帶線2液泛線3液相負荷下限線4液相負荷上限線5漏液線6操作線 圖 34精餾段塔板負荷性能圖 提留段塔板負荷性能圖123456y = 00 Ls39。當氣體流入冷凝器時，使其液膜厚度減薄，傳熱系數(shù)增大，利于節(jié)省面積，減少材料費用。我更覺得學好基礎知識的重要性，以便為將來的工作打下良好的基礎。此外，在設計過程中還得到了許多同學的熱心幫助，一并給以衷心的感謝！ 參考文獻 [1] 王國勝 .化工原理課程設計 [M]. 大連：大連理工大學出版社 ,2020 [2] 陳敏恒 ,從德滋 ,方圖南 ,等 .化工原理 (上、下冊第三版 )[M]. 北京：化學工業(yè)出版社 .2020 [3] 中國石化集團上海工程有限公司 .化工工藝設計手冊 (上 )[M] 北京 :化學工業(yè)出版社 ,2020 [4] 唐倫成編著 .化工原理課程設計簡明教程 ,第一版 [M] 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社 ,2020 [5] 匡國柱 ,史啟才 .化工單元過程及設備課程設計 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [6] 劉光啟 ,馬連湘 ,劉杰 .化學化工物性數(shù)據(jù)手冊 (有機卷 )[M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [7]《 化工 設備 設計手冊 》 編寫組 .金屬設備 (上 )[M]. 上海： 上海人民出版社 ， 1975 [8] 北京化工研究院 “ 板式 塔 ” 專題組 ，浮閥塔 [M]. 北京：燃料化學工業(yè)出版社， 1972 吉林化工學院化工原理課程設計 28 附錄 2 程序框圖 yn=Xn N n 用汽液相平衡方程 x=y/（ ? （ ? 1） y）求 出Xn XnXq 由精餾段操作線方程 y=+ 求出 yn XnXw 由提餾段操作線方程 y= 求出 yn n = n+1 用汽液相平衡方程 x=y/（ ? （ ? 1） y）求出Xn 解得理論板數(shù)和進料板位置 n = n+1 輸入 1y = DX =， ? =， n=1， xf=， xw= 結(jié)束 開始 吉林化工學院化工原理課程設計 29 化工原理課程設計教師評分表 評價單元 評 價要素 評價內(nèi)涵 滿分 評分 平時成績 20% 出勤 能按時到指定設計地點進行課程設計，不曠課，不遲到，不早退。蒸汽選擇 ? 飽和水蒸氣，傳熱系數(shù)： )/(4 1 8 6)/(1 0 0 0 22 ChmkgChmK c a lK ???????? Ct ????? 0 3 3 由熱量衡算知 hkJQ S /339 638 4360 ???? 換熱面積 mtkQA S ???? ?? 表 所選加熱器參數(shù)表 [7] 注：摘自《金屬設備》上冊 P118 表 225 和 P135 表 228 標準圖號： JB114571239 設備型號： G273Ⅱ 254 進料管的設計 本次加料選擇高位槽加料，所以 FW 可取 。/(m3/s)1物沫夾帶線2液泛線3液相負荷下限線4液相負荷上限線5漏液線6操作線 圖 35 提留段塔板負荷性能圖 吉林化工學院化工原理課程設計 18 由塔板負荷性能圖可看出 (1) 在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點 P（設計點）處在適宜操作區(qū)的適中位置。 精餾塔的工藝設計 產(chǎn)品濃度的計算 M 苯 = ， M 甲苯 = 摩爾分數(shù) XF= XD= XW= 摩爾質(zhì)量 MF=XFM 苯 +（ 1XF） M 甲苯 = )( ????? kg/kmol k m o lkgMXMXM DDD / 6 6 ????????? ）（）（ 甲苯苯 k m o lkgMXMXM WWW / ????????? ）（）（ 甲苯苯 平均相對揮發(fā)度的計算 溫度計算 表 苯 — 甲苯的氣液平衡與溫度的關系表 [1] 溫度 /0C 苯 /%(mol 分率 ) 溫度 /0C 苯 /%(mol 分率 ) 溫度 /0C 苯 /%(mol 分率 ) F D W 1 F 2 2 3 4 5 吉林化工學院化工原理課程設計 3 液相 氣相 液相 氣相 液相 氣相 0 0 用內(nèi)插法求得 Ft 、 Dt 、 Wt Ft : Ctt FF ???????? Dt : Ctt DD ???????? 0 0 0 Wt : Ctt WW ???????? 0 1 0 0 1 0 故由上塔頂溫度 CtD ?? 氣相組成 % : ??????? DDD yyy 進料溫度 CtF ?? 氣相組成 %1 0 : ??????? FFF yyy 塔底溫度 CtW ?? 氣相組成 %1000 : ??? ??? ? WWW yyy 由上溫度和氣相組成來計算相對揮發(fā)度 2 0 3 )()6 2 8 ( , ???????? FFF yX 2 9 2 )9 6 ()9 8 3 ( 9 6 ,9 6 ???????? DDD yX 9 9 7 )0 3 ()0 2 8 ( 0 3 ,0 3 ???????? WWW yX 則精餾段平均相對揮發(fā)度 7 4 7 1 ?