【正文】 ………………………………… 15 ……………………………………………………… 15 溢流裝置的計算 …………………………………………………………… 15 塔板布置的計算 …………………………………………………………… 17 閥孔臨界速度………………………………………………………… 17 精餾段塔板布置 ……………………………………………………… 17 提餾段塔板布置……………………………………………………… 17 浮閥數(shù) n 與開孔率 ? ………………………………………………… 18 …………………………………………………………… 20 塔板壓降 …………………………………………………………………… 20 干板阻力 ……………………………………………………………… 20 板上充氣液層阻力 ………………………………………………… … 21 液體表面張力所造成的阻力 ………………………………………… 21 液泛 ………………………………………………………………………… 21 與氣體通過塔板壓降所相當?shù)囊褐叨?…………………………… 22 液體通過降液管的壓頭損失 ………………………………………… 22 板上液層高度 ………………………………………………………… 22 液沫夾帶 …………………………………………………………………… 22 精餾段液沫夾帶量 ve 的驗算………………………………………… 22 提餾段液沫夾帶量 ve 的驗算………………………………………… 23 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 4 漏液的驗算 ………………………………………………………………… 23 精餾段漏液的驗算 ………………………………………………… 23 提餾段漏液的驗算 ………………………………………………… 23 ………………………………………………………………… 24 精餾段塔板負荷性能圖 ………………………………………………… 24 液沫夾帶線 …………………………………………………………… 24 液泛線 ………………………………………………………………… 24 液相負荷上限線 ……………………………………………………… 25 漏液線 ………………………………………………………………… 25 液限負荷下限線 ……………………………………………………… 25 提餾段塔板負荷性能圖 ……………………………………………………… 27 液沫夾帶線 …………………………………………………………… 27 液泛線 ………………………………………………………………… 28 液相負荷上限線 ……………………………………………………… 29 漏液線 ………………………………………………………………… 29 液相負荷下限線 ……………………………………………………… 29 …………………………………………………………… 31 塔頂蒸氣出口管 …………………………………………………………… 31 塔頂回流液管 ……………………………………………………… ……… 31 進料管 ……………………………………………………………………… 31 塔釜出料管 ………………………………………………………………… 32 加熱蒸氣進口管 …………………………………………………………… 32 …………………………………………………………… 32 基本物性參數(shù)的查取 ………………………………………………………… 32 熱負荷的計算 ………………………………………………………………… 33 確定流體的流徑 …………………………………………………… ………… 33 計算 R和 P…………………………………………………………………… 33 換熱器型號的選擇 …………………………………………………………… 34 ……………………………………………………………………… 34 ……………………………………………………………………………… 37 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 5 附錄………………………………………………………………………………… 37 主要符號說明……………………………………………………………………… 38 參考文獻……………………………………………………… …………………… 42 致謝 ………………………………………………………………………………… 42 附圖 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 1 《化工原理》課程設計任務書 一、概述 課程設計是《化工原理》的一個總結性教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合運用本門課程及有關先修課程的基本知識來解決某一設計任務的一次訓練，通過課程設計，要求學生能綜合利用本課程和前修課程的基本知識，進行融會貫通的獨立思考，在規(guī)定的時間內(nèi)完成指定的化工設計任務，從而得到化工工程設計的初步訓練。因此熱效率較低，通常進入再沸器的能量只有 5%左右可以被有效利用。 操作壓力的計算 塔頂操作壓力 ： k P 0 0 1 ???DP 每層塔板壓降 ： ??P 進料板壓力 ： PF=+ 6= 塔底操作壓力 ： k P a51 1 60 . 71051 0 9 .. ???wp 精餾段平均壓 強 ： ? ? k P a41 0 7251 0 931 0 51 ./.. ???mp 提餾段平均壓強： ? ? k P a1132510951162 ??? /..mp 表 41 苯、氯苯 Antoine 常數(shù)數(shù)據(jù)表 A B C 溫度范圍（ K） 苯 279377 353422 420521 氯苯 335405 405597 ①假設塔頂?shù)呐蔹c溫度 o?t ，則純組分的飽和蒸氣壓為 對苯 11 1. 5 3k P a2. 0 47 03 3606 83 oo???????AApp 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 8 對氯苯 22 . 11k P a1. 34 3110 oo???????BBpp 代入泡點方程和露點方程，得 DABABxxppyppppx??????? ?????? oooo ）（ 故假設正確，塔頂溫度為 o?Dt ②假設塔頂?shù)倪M料板溫度 t=℃ ，則純組分的飽和蒸氣壓為 對苯 k P a 1 4 3 . 3 2156322152738919948 0341236068326oo???????AApp .... ..lg 對氯苯 k P a99291 . 4 7 6 9 2152739251555 831431104166oo.....lg???????BBpp 代入泡點方程和露點方程，得 FBAB xppppx ???????? 7 0 209929321 4 3 992951 0 9ooo... .. 假設正確，故進料板溫度為 C819 o.?Ft ③假設塔底的泡點溫度 C713o?t ，則純組分的飽和蒸氣壓為 對苯 k P a oo??????AApp 對氯苯 k P oo?????BBpp 代入泡點方程，得 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 9 115. 28442. 51 o ??????? BA Bpp ppx 假設正確， 故塔頂溫度為 C137o?Wt 精餾段平均溫度 ： C5782819283 o1 ./)..( ???mt 提餾段平均溫度 ： C1 1 4 . 421 3 7891 o2 ??? /).(mt 全塔平均溫度 ： )( o???mt 塔頂： ?? Dxy ， ?x （查相平衡圖） ? ? k g /k m o , ??????mVDM ? ? k g /k m o , ??????mLDM 加料板： 9250.?Fy ， ? （查相平衡圖） ? ? k g / k m o l7080611 1 29 2 50111789 2 50 ....., ??????mVFM ? ? k g / k mo , ??????mLFM 塔底： ?y ?x （ 查相平衡圖 ） k m o lkgMk m o lkgM mLW mVW//)(, )(,???????? ???? 精餾段： ? ? k g / k m o l8279270805978 ..., ????mVM ? ? k g / k m o , ???LM 提鎦段： ? ? k g / k m o , ???VM ? ? k g / k m o , ???LM （ 1）氣相平均密度計算 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 10 由理想氣體狀態(tài)方程計算，得 精餾段 ： 31 111 mkg862152735873148 82794107 /.)..(. .. ??? ??? mVmmVm RT Mp? 提餾段 ： 32 222 mkg383152 7 341 1 43 1 48 46961 1 3 /.)..(. . ??? ??? mVmmVm RT Mp? （ 2）液相平均密度計算 ??iiLmw??1 塔頂 o?Dt 時， 333m/ 1 6 0 3 4/ 1 3/1m/ 0 3 1 1 2 7m/ 1 8 1 2???????????L D mBA??? 進料板 C891 o.?Ft 時， 333mkg608 9 3011 0 2 54 6 80038 0 35 3 2015 3 20561 1 23 7 9011786 2 1011786 2 10mkg011 0 2 58911 1 111 1 2 7mkg038 0 39 1 . 81 8 719 1 2/../../......../.../..?????????????????L F mABAw??? 塔底 C137o?Wt 時， 333m/ 7 7 4/9 9 4 9/0 0 1m/ 7 41 3 71 1 1 2 7m/ 4 91 3 71 8 1 2???????????L W mBA??? 精餾段液相平均密度為 31 mkg178 5 52608 9 3738 1 6 /./)..( ???Lm? 提餾段液相平均密度為 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 11 32 mkg993322097460893 /./)..( ???Lm? ?? iiLm x?? 塔頂 ： o?Dt 時，查得 m/?A? m/?B? m/ 2 ?????L D m? 進料板 C891 o.?Ft 時，查得 mmN7119 /.?A? mmN8224 /.?B? mmN652182243 7 9071196 2 10 /..... ?????L F m? 塔底 C137o?Wt 時，查得 m/?A? m/?B? m/ 9 0 ?????L W m? 精餾段液相平均表面張力為 mmN435212652122211 /./)..( ???Lm? 提餾段液相平均表面張力為 mmN7 9 5202471922212 /./)..( ???mL? 表 43 苯 氯苯溫度粘度關系表 溫度 ℃ 20 40 60 80 100 120 140 苯 粘度 mPa 已知 mN /?? ， mHT ? 并將 ????ba, 代入得： 合肥學院生物與環(huán)境工程系課程設計 25 3/236??????????????????????SSLV 整理得： 3/ SS LV ?? 在操作范圍內(nèi)任取幾個 SL 值，依上式算出相應的 SV 值列于下表中 smLs /, 3 smVs /, 3 依表中數(shù)據(jù)在 VS— LS圖中作出液沫夾帶線 (2)