【正文】 入數(shù)據(jù)，解得 xe=。這種再沸器具有傳熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，釜液在加熱段停留時間短，不易結(jié)垢，調(diào)節(jié)方便，占地面積小，設(shè)備及運行費用低等顯著優(yōu)點。因為本次設(shè)計中，塔頂蒸汽要作為熱源，所以當(dāng)我們在 的絕對壓力下進行操作時，精餾塔內(nèi)塔頂溫度為 ℃，塔底溫度為 ℃，這使得我們在冷凝器中可以使用品位較低的冷劑，再沸器可以使用品位較低廉價的熱源，這樣反而降低了能耗，也就降低了操作費用。為了獲得較高純度的產(chǎn)品，應(yīng)使得混合物的氣、液兩相經(jīng)過多次混合接觸和分離，使之得到更高程度的分離，這一目標(biāo)可采用精餾的方法予以實現(xiàn)。二、工藝設(shè)計基本內(nèi)容塔型選擇一個精餾塔的分離能力或分離出的產(chǎn)品純度如何，與原料體系的性質(zhì)、操作條件以及塔的性能有關(guān)。這時，精餾段和提餾段的氣相流率接近，兩段的塔徑可以相同，便于設(shè)計和制造，另外，操作上也易于控制。精餾塔選用篩板塔，配合使用立式虹熱吸式再沸器三、工藝流程（見丙烯——丙烷工藝流程圖）由 P101A/B 泵將要分離的丙烯 —丙烷混合物從原料罐 V101 引出，送入塔 T101 中。 qnVh =(R+1)qnDh提留段：q nLh’= qnLh+qqnFh。0 ????? 11 / 4239。 442d有： ⑤線3/23252 10.. VLhVLhVh qqq ???由所繪出的負(fù)荷性能圖可以看出： 13 / 42設(shè)計點 qVVh=。k)傳熱溫差/℃?zhèn)鳠崦娣e/㎡備注1 E－101 進料預(yù)熱器 370 10 90℃水2 E－102 塔頂冷凝器 504 152 30℃循環(huán)水3 E－103 塔底再沸器 800 50．26 100℃飽和水蒸氣4 E－104 塔頂產(chǎn)品冷卻器 280 13 20℃循環(huán)水5 E－105 塔底產(chǎn)品冷卻器 328 7 20℃循環(huán)水三、泵的設(shè)計1．進料泵(兩臺，一用一備)液體流速：u=液體密度： kg/ m 3 選用 Φ70 di=63mm液體粘度 sPa??071.?取 ε=相對粗糙度：ε/d=???du查得：λ=取管路長度：l=100m 取 90 度彎管 4 個，截止閥一個，文氏管流量計 1 個??????mgpcudlehf )1(2???取△Z=N*H T+2=83*+2≈40???? 27 / 42△P=則 ??????qVLh = ?36042d?選取泵的型號：GL 揚程：10~1500m 流量：~90m 3 /h參考(化工原理上冊 400 頁)2．回流泵（兩臺，一開一用）取液體流速：u=液體密度： kg/ m 3 選用 Φ1594 di=151mm液體粘度 sPa??071.?取 ε=相對粗糙度：ε/d=???du查得：λ=取管路長度：l=100m 取 90 度彎管 4 個，截止閥一個，文氏管流量計 1 個??????mgpcudlehf )1(2???取 mZ0?△P=則 ????qVLh = ?36042d?選取泵的型號：HY 揚程：1~200m 流量：15~220m 3 /h（兩臺，一開一用）取液體流速：u=液體密度： kg/ m 3 選用 Φ1946 di=182mm液體粘度 sPa??078.?取 ε=L?4L? 28 / 42相對粗糙度：ε/d=???du查得：λ=取管路長度：l=40m 取 90 度彎管 4 個，截止閥一個，文氏管流量計 1 個??????mgpcudlehf )1(2???取 =70*+2≈35*?THNZ△P=則 ????qVLh = ?304d?選取泵的型號：HY 揚程：1~200m 流量：15~220m 3 /h取液體流速：u=液體密度： kg/ m 3 選用 Φ573 di=51mm液體粘度 sPa??071.?取 ε=相對粗糙度：ε/d=???du查得：λ=取管路長度：l=100m 取 90 度彎管 4 個，截止閥一個，文氏管流量計 1 個??????mgpcudlehf )1(2???取 mZ50?則 qVLh = ??364ud?選取泵的型號：HY 揚程：1~200m 流量：15~220m 3 /s4L? 29 / 425. 塔底產(chǎn)品泵為了方便儲罐中的產(chǎn)品運輸出去，在兩個儲罐中還設(shè)置了兩個料液輸出泵。3. 《化工物性算圖手冊》 ，劉光啟、馬連湘、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2022 年。C 裕度% 備注 殼層為飽和蒸汽，所以不需折流板，需支撐板。C 粘度 Pa●S 表面張力 N/m 液體氣化潛熱 kJ/kg 300 密度 kg/m3 導(dǎo)熱系數(shù) W/m●186。設(shè)計方案序號 塔板設(shè)計位置 塔板形式 處理量(kmol/h) 回流比系數(shù) R/Rmin4 塔頂 篩板 60 二、工藝設(shè)計要求 1 完成精餾塔的工藝設(shè)計計算； (1) 塔高、塔徑(2) 溢流裝置的設(shè)計(3) 塔盤布置(4) 塔盤流動性能的校核(5) 負(fù)荷性能圖2 完成塔底再沸器的設(shè)計計算；3 管路尺寸的確定、管路阻力計算及泵的選擇；4 其余輔助設(shè)備的計算及選型；5 控制儀表的選擇參數(shù)； 34 / 426 用 3圖紙繪制帶控制點的工藝流程圖及主要設(shè)備(精餾塔和再沸器)的工藝條件圖各一張； 7 編寫設(shè)計說明書。 ???計算管程出口管中汽相質(zhì)量流動雷諾準(zhǔn)數(shù) ?計算管程出口管汽相流動的摩擦系數(shù) ?V???eVR計算管程出口管汽相流動阻力??液相流動阻力 的計算5Lp計算管程出口管中液相質(zhì)量流速 )/( ???計算管程出口管中液相流動雷諾準(zhǔn)數(shù) 247bLiedR?計算管程出口管中液相流動的摩擦系數(shù) ?L???eLR計算管程出口液相流動阻力 5Lp??計算管程出口管中的兩相流動阻力 4/154/155)(LVp???計算系統(tǒng)阻力 af Ppp ???循環(huán)推動力 與循環(huán)阻力 ??fD循環(huán)推動力略大于循環(huán)阻力，說明所設(shè)的出口氣化率 Xe= 基本正確，因此所設(shè)計的再沸器可以滿足傳熱過程對循環(huán)流量的要求。39。(查書 164)LVmsVLqF?sL?????????CVLfu??uqAVs? 8 / 42 則 A / AT=1 Ad / AT = 截面積: AT=A/= m 2 塔徑： = 圓整后，取 D= 符合化工原理書 P237 表 及 P231 表 的要求。用同樣的計算，可以求出其他塔板溫度。本設(shè)計采用立式熱虹吸式再沸器，該再沸器是利用塔底單相釜液與換熱管內(nèi)氣液混合物的密度差形成循環(huán)推動力，構(gòu)成工藝物流在精餾塔底與再沸器間的流動循環(huán)。對于我們所要處理的丙烯—丙烷物系來說，加壓操作是有利的。其中，簡單蒸餾與平衡蒸餾只能將混合物進行初步的分離。實現(xiàn)精餾過程的氣、液傳質(zhì)設(shè)備，主要有兩大類，板式塔和填料塔。對冷進料的預(yù)熱器，可采用比再沸器熱源溫位低的其他熱源或工藝物流作為熱源，從而減少過冷液體進料時再沸器熱流量，節(jié)省高品位的熱能，降低系統(tǒng)的有效能損失，使系統(tǒng)的用能趨于合理。 T101 塔所需的熱量由再沸器 E102 加入，驅(qū)動精餾過程后，其熱量由冷凝器 E102 從塔頂移出，使塔頂蒸汽全部冷凝。 qnVh’= qnVh(1q) qnFh代入回流比 R 得：精餾段：qnLh =；q nVh =； 提餾段 ： qnLh’= kmol/h ；q nVh’= kmol/h；M=xf39。 qVLh= 位于正常操作區(qū)內(nèi)，表明該塔板對氣液負(fù)荷的波動有較好的適應(yīng)能力，但是比較靠近液相上限線。泵設(shè)備及主要參數(shù)序號 位號 名稱 型號 揚程/m 流量 m3/h1 P101 進料泵 GL 101500 2 P102 釜液泵 HY 1200 152203 P103 回流泵 HY 1200 152204 P104 塔頂產(chǎn)品泵 HY 1200 152205 P105 塔底產(chǎn)品泵 HY 1200 15220 30 / 42第六章 控 制 方 案精餾塔的控制方案要求從質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗三個方面進行綜合考慮。4. 《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》 ，盧煥章，劉光啟、馬連湘、劉杰主編,化學(xué)工業(yè)出版社，1982 年。 37 / 42附錄 符號 意義與單位 符號 意義與單位A 塔板上方氣體通道截面積， m2 FLV 兩相流動參數(shù)Ad 降液管截面積， m2 G 質(zhì)量流量，kg/hA0 浮閥塔板閥孔總截面積， m2 Hd 降液管內(nèi)清液層高度， mAT 塔截面積， m2 ?降液管內(nèi)泡沫層高度， mb 液體橫過塔板流動時的平均寬度， m HT 塔板間距， mb 塔板上邊緣區(qū)寬度， m hb 降液管底隙， mbd 降液管寬度， m uf 液泛氣速， m/sbs 塔板上入口安定區(qū)寬度， m hd 液體流過降液管底隙的阻力（以清液層高度表示） ， ms?塔板上出口安定區(qū)寬度， m hf 塔板阻力（以清液層高度表示） ， mC 計算液泛速度的負(fù)荷因子 hl 塔板上的液層阻力（以清液層高度表示） ，mC20 液體表面張力為 20mN/m 時的負(fù)荷因子 hL 塔板上清液層高度， mC0 孔流系數(shù) h0 干板阻力（以清液層高度表示） ， mD 塔徑， m lW 堰長， md0 閥孔直徑， m M 摩爾質(zhì)量， kg/kmoldp 液滴直徑， m pf 塔板阻力降 ， N/ m2E 液流收縮系數(shù) Q 熱流量， WET 塔板效率 NT 理論塔板數(shù)eV 單位質(zhì)量氣體夾帶的液沫質(zhì)量 Np 實際塔板數(shù) 38 / 42參考資料：1.《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》 ，匡國柱、史啟才主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2022 年。C 熱容 kJ/kg●186。安裝地點：大連。循環(huán)流量校核A、循環(huán)系統(tǒng)的推動力 當(dāng) 時，計算 LockhatMartinell ?ex )()(. ????????VbtX??78.)12(??ttLR3/?????當(dāng) 時，計算 LockhatMartinell ?ex 1.)()1(.05.9.??????VbtX??計算兩相流的液相分率 )2(5.???ttLXR計算 ?ex3/9.)( mkgLbVtp????根據(jù)公式，計算得出循環(huán)系統(tǒng)的推動力（查表 319 ）atptbCDPl67)(????????? ?lB、循環(huán)阻力a、 管程進口管阻力 的阻力1?計算釜液在管程進口管內(nèi)的質(zhì)量流速 )/( ???計算釜液在進