【正文】 作下才成功把圖做好。而通過這次的設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們的思維能力、獨(dú)立工作的能力。 除沫器 在空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設(shè)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(shè)備的正常操作。 而 2010 ( 1) 2cB uP F f n N ?? ? ? 201 23 .5 2B uhPN D ???? ? ????? 式中 F─管子排列方法對(duì)壓力降的校正系數(shù)，對(duì)正三角形排列 F=,對(duì)正方形斜轉(zhuǎn) 45176。 取進(jìn)口（冷卻水）溫度為 t1=20℃ (夏季 ) 冷卻水出口溫度一般不超過 40℃，否則易結(jié)垢，取出口溫度 t2=35℃。 3/2 ?????????wsl LE ?取 、代入 wl 的值則可求出 ? ?minsL和 ? ? 39。330 ??????? NmkgmkgmhmH LvwT ????mlw ? ； mh 39。利用兩點(diǎn)確定一條直線，便可在負(fù)荷性能圖中得到霧沫夾帶的上限線。所以這樣開孔是合理的。 圖 44 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間 精餾段：????? sTf LHA?（滿足要求） 提鎦段：39。39。 s 的烴類物系，式中的 mμ 為全塔平均溫度下以進(jìn)料組成表示的平均粘度。39。塔壓降由變送器測(cè)量，塔釜上升蒸汽量可通過采用釜液溫度或靈敏板進(jìn)行控制，塔壓可采用穩(wěn)壓閥控制，并可裝載自動(dòng)安全閥。 具有代表性的浮閥塔有 F1型（ V1 型）浮閥塔板、 重盤式浮閥塔、盤式浮閥、條形浮閥及錐心形浮閥等。這類塔盤的塔盤板開有閥孔，安置了能在適當(dāng)范圍內(nèi)上下浮動(dòng)的閥片，其形狀有圓形、條形及方形等。整個(gè)精餾塔包括：塔釜、塔節(jié)、進(jìn)料罐、進(jìn)料預(yù)熱器、塔釜液儲(chǔ)罐、塔頂冷凝器、 第 6 頁 回流比控制器、產(chǎn)品儲(chǔ)罐等。 ?? 第 12 頁 操作線方程 精餾段操作線方程為： ????????? nDnn xRxxR Ry ??? nn xy 提餾段操作線方程為： 39。該式適用于液相粘度為 第 13 頁 ~ ??L? 液體平均粘度計(jì)算 表 55 不同溫 度下苯 — 氯苯的粘度 溫度 t， ℃ 60 80 100 120 140 苯 mPas 氯苯 mPas 第 18 頁 液相平均粘度可用 lg lgL m i ix??? ? 表示 塔頂液相平均粘度 80100 ? ???? A?， smP aA ?? ? 80100 ? ???? B?， ?B? )( , ?????mLD? ， sm PamLD ?? 3 0 ,? 進(jìn)料板液相平均粘度 80100 ? ???? A?， smPaA ?? ? . 80100 ? ????B?， smPaB ?? ? )( , ?????mLF?，smPamLF ?? ,? 塔底液相平均粘度 120210 ? ???? A?， smPaA ?? ? 363...B，sB 393. )( , ?????mLF?,smPamLF ?? ,? 精餾塔工藝尺寸的計(jì)算 塔徑的計(jì)算 精餾段氣液相體積流率為 精餾段： 汽相體積流量/ 3, ?????mVmVs VMV ? 汽相體積流量/??hV 第 19 頁 液相體積流量/ 3, ????? mLmLs LML ? 液相體積流量/??hL 提鎦段： 汽相體積流量/ 3,39。 owwow hhh ???? (設(shè)計(jì)合理 ) 降液管的寬度 dW 和降液管的面積 fA 由?Dlw， 查 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) P112 圖 57 得 第 23 頁 ,?? Tfd AADW，即： ?d，22 ?? DAT ?，?fA。 )(323)(/ 2200 ????? DdNAA T? 此開孔率在 5%~15%范圍內(nèi)，符合要求。所以在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè) sL 值便可依式 SS LV ??算出相應(yīng)的 sV 。39。 第 32 頁 液相負(fù)荷下限線 為與氣相流量無關(guān)的豎取堰上液層高度 ? 作為液相負(fù)荷下限條件，作出液相負(fù)荷下限線，該線直線。冷凝水循環(huán)與氣體之間方向相反，當(dāng)逆流式流入冷凝器時(shí)，起液膜減少，傳熱系數(shù)增大，利于節(jié)省面積，減少材料費(fèi)用。即 0 1 2() ssP P P F N? ? ? ? ?? 式中Δ P1─流體橫過管束的壓力降 Pa； Δ P2─流體通過折流擋板缺口的壓力降； Fs─殼程壓力降的垢層校正系數(shù)，無因次，對(duì)于液體取 ，對(duì)于氣體可??； Ns─殼程數(shù)。選用封頭 ?Dg。認(rèn)真的計(jì)算是做好課程設(shè)計(jì)所必需的。 課程設(shè)計(jì)是對(duì)知識(shí)的檢驗(yàn)，是對(duì)我們能力的檢驗(yàn)，讓我們將知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來，發(fā)揮我們的想象將課程設(shè)計(jì)做好、做的合理、做的正確。 塔的底部空間高度 塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時(shí)間取 5min。 第 44 頁 第四章 塔附件設(shè)計(jì) 接管 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多， 有直管進(jìn)料管、 T型進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管。 30 .0 2 0 .7 6 0 9 9 6 .3R e 1 7 9 1 60 .8 4 5 3 1 0iii du ?? ???? ? ?? 可知管程流體呈湍流狀態(tài)。 冷凝劑 選冷卻水，溫度 20℃，溫升 15℃。 氣體負(fù)荷下限線 （ 漏液線） 對(duì)于 F1 型重閥，因 0F 5 時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，故取 0 5F? 計(jì)算相應(yīng)的氣相流量min)( sV 精餾段：smFNdVvs/ )( 32020min ?????? ??,即負(fù)荷性能圖中的 線 (y4)。 提鎦段： 。 ????? ???F 為避免霧沫夾帶過量，對(duì)于大塔，泛點(diǎn)需控制在 80%以下?，F(xiàn)按 39。3/2 ?????owh（滿足要求） m0 3 6 2 3 39。 ???L 汽相平均密度 mVρ, 精餾段： ? ? 3, kg / ??? ??? m mVmv RTMp? 提鎦段 ：? ? 339。 平均相對(duì)揮發(fā)度 ?? ，則，汽液平衡方程為： xxxxy )1(1 ????? ?? 確定操作的回流比 R 將表 31中數(shù)據(jù)作圖得 yx~ 曲線。 選 R=。蒸餾是分離均相混合物的單元操作之一，精餾是最常用的蒸餾方式，是組成化工生產(chǎn)過程的主要單元操作。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至儲(chǔ)罐。而且浮閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負(fù)荷的變動(dòng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)，因而在較寬的氣體負(fù)荷范圍內(nèi)，均能保持穩(wěn)定操作。 ? ? ? ? ????????? FBFAm xx ?? o g6 1 o g6 1 ????? mTE ? 實(shí)際塔板數(shù) pN （近似取兩段效率相同） 精餾段：?pN塊，取121?pN塊 提餾段：??p塊，取102塊 總塔板數(shù)2221 ??? ppp NN塊 第 14 頁 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 計(jì)算平均溫度 mt 利用表 11數(shù)據(jù)，由拉格朗日差值法可得 塔頂溫度 9080 ???? ? Dt , ℃?Dt 加料板 9080 ???? ? Ft ， ℃?Ft 塔底溫度 140130 ????? Wt，℃92135Wt 精餾段平均溫度 ? ? ???mT ℃ 提鎦段平均溫度 ? ? ℃39。 ?????mWmLs MLL ? 液相體積流量/39。39。 (5)堰上液流高度 owh 前已求 出 mhow ? 這樣 mhhhhhH owdwfd 1 6 0 1 8 ??????????? 為了防止液泛，按式： )( wTd hHH ??? ，取校正系數(shù) ?? ，選定板間距 ?TH , mhw ? mhH wT 2 4 )0 4 ()( ?????? 從而可知 mhHmH wTd 2 4 )(1 2 ???? ?，符合防止液泛的要求。2 0 6。 液相負(fù)荷上限線 為了使降液管中液體所夾帶的氣泡有足夠時(shí)間分離出，液體在降液管中停留時(shí)間不應(yīng)小于 3～ 5s。 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得氣相負(fù)荷上限 smVs / 3m ax ? ,氣相負(fù)荷下限 smVs / 3m in ? ，所以可得 ??? ssVV操作彈性 提餾段負(fù)荷性能圖如下： 第 34 頁 在操作性能圖上，作出操作點(diǎn) A，連接 OA，即為操作線。2139。 u0─按殼程流通截面積 A0計(jì)算的流速，而 A0=h(DnCd0)。 0 .1 0 7LVVu k k??????且 8 0 2 . 0 8 2 . 8 40 . 1 0 7 1 . 7 9 5 /2 . 8 4 ms?? ? ? 除沫器 直徑 4 4 1 . 3 4 1 0 . 9 5 13 . 1 4 1 6 1 . 7 9 5SVDmu? ?? ? ?? 選取不銹鋼除沫器 類型：標(biāo)準(zhǔn)型；規(guī)格： 40100；材料：不銹鋼絲網(wǎng)（ 1Cr18Ni19Ti） ；絲網(wǎng)尺寸：圓絲 。找資料其實(shí)不難，關(guān)鍵是如何去辨別找到的資料是否有用，有時(shí)會(huì)找到兩套不同的數(shù)據(jù)，然后就得自己去辨別了。 二是計(jì)算。由于裙座內(nèi)徑800mm ,故裙座壁厚取 16mm。 d0─換熱管外徑， m。 第 39 頁 殼程數(shù) 1 折流擋板形式 圓缺形 冷凝器的核算 管程對(duì)流傳熱系數(shù)α 1 該型號(hào)換熱器總管數(shù)為 136 根，由于雙管程，所以管程的截面積 A1為 smA / 21 ???? ? 這樣，管內(nèi)冷卻水的實(shí)際流速 1 58332 0 . 7 6 0 /9 9 6 . 3 3 6 0 0 0 . 0 2 1 4u m s???? 33111 ?????? ?? ?Pr CP 對(duì)流傳熱系數(shù) 0 .8 0 .41 0 .0 2 3 R e P rd?? ? 111 30 .0 2 0 .7 6 0 9 9 6 .3R e 1 7 9 1 60 .8 4 5 3 1 0du ?? ???? ? ?? 3311 4 . 1 7 6 1 0 0 . 8 4 5 3 1 0P 5 . 6 10 . 6 2 9 3Pr C ???? ? ??? 對(duì)流傳熱系數(shù) 0 .8 0 .41 0 .0 2 3 erRPd?? ? )/(3446 7 9 1 2Kmw ?????? 計(jì)算殼程流體對(duì)流傳熱系數(shù) 0? 00310000 ?????????????????????????wPe Cud ??? ?? ?? 取換熱列管中心距 t=32mm。 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得氣相負(fù)荷上限 smVs /39。 第 31 頁 由式 秒～ 53???STf L HA? 可知，液體在降液管內(nèi)最短停留時(shí)間為 3～ 5 秒。/。本 第 27 頁 設(shè)計(jì) 39。 ? 凹形受液盤及平直堰，不設(shè)進(jìn)口堰。 故精餾塔的有效高度為 L ??? 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì) 算 因塔徑為 ，所以采用單溢流型的平頂弓形溢流堰、弓形降液管、凹形受液盤，且不設(shè)進(jìn)口內(nèi)堰。 塔頂： k P 0 0 1 ???Dp 加料板： k P 0 0 5 ????Fp 塔底： k P ????Wp 精餾段平均壓強(qiáng) ? ? k P 0 72/ 0 0 5 ???p 提鎦段平均壓強(qiáng) ? ? k P 1 42/ 1 0 939。 第 7 頁 第一 章 塔板的工藝設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 表 1苯、氯苯純組分的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù) 物系 液相密度?L 3??mkg 氣相密度?V 3??mkg 液相流量LS 13 ??sm 氣相流量VS 13 ??sm 表面張力? 1??mN 苯 氯苯 苯 氯苯物系屬于理想物系，可采用梯級(jí)圖解法（ M塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。 主要參考文獻(xiàn) ： ，化工原理 (上、下 ) [M]． ，氣液傳質(zhì)設(shè)備 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 1979． ，液體精餾 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 1979