【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ....................................................................................................16 .........................................................................................................................16 .堰長(zhǎng)lw.....................................................................................................................16 .............................................................................................................16 ：..........................................................................16 ..................................................................................................16 .........................................................................................17 .........................................................................................................17 ..................................................................................17 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液相負(fù)荷下限線...................................................................................................19七、設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表............................................................................................................... 20八．裝置停開工操作原則.............................................................................................................21.....................................................................................................21一、前言化工原理課程設(shè)計(jì)是理論系實(shí)際的橋梁，是讓學(xué)生體察工程實(shí)際問題復(fù)雜性的初次嘗試。通過化工原理課程設(shè)計(jì)，要求我們能夠綜合運(yùn)用化工原理上下冊(cè)的基本知識(shí)，進(jìn)行融匯貫通的獨(dú)立思考，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的設(shè)計(jì)任務(wù)，從而得到以化工單元操作為主的化工設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。通過課程設(shè)計(jì)，我們了解到工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握典型單元操作設(shè)計(jì)的主要程序和方法，培養(yǎng)了分析和解決工程實(shí)際問題的能力。同時(shí)，通過課程設(shè)計(jì)，還可以使我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)。二、設(shè)計(jì)方案的確定 處理量確定依設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，處理量為:1500+40*150=7500Kg/h,7500*7200= 設(shè)計(jì)題目與設(shè)計(jì)進(jìn)程該次設(shè)計(jì)題目為：—甲苯連續(xù)精餾裝置工藝設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)為倆周，安排如下：表21. 進(jìn)程表找數(shù)據(jù)與上課全部設(shè)計(jì)計(jì)算畫圖寫說明書第一周的周一、二第一周的周三到周日第二周的周一到周四剩余時(shí)間 塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。板式塔大致可分為兩類：有降液管的塔板和無降液管的塔板。工業(yè)應(yīng)用較多的是有降液管的塔板，如浮閥、篩板、泡罩塔板等。浮閥塔廣泛用于精餾、吸收和解吸等過程。其主要特點(diǎn)是在塔板的開孔上裝有可浮動(dòng)的浮閥，氣流從浮閥周邊以穩(wěn)定的速度水平地進(jìn)入塔板上液層進(jìn)行兩相接觸。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。浮閥塔的主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力大，操作彈性較大，塔板效率高，氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小，塔的造價(jià)低，塔板結(jié)構(gòu)較泡罩塔簡(jiǎn)單.浮閥有盤式、條式等多種，國(guó)內(nèi)多用盤式浮閥，此型又分為F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮閥結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、節(jié)省材料，制造方便，性能良好，故在化工及煉油生產(chǎn)中普遍應(yīng)用，已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（JB－1118－81）。其閥孔直徑為39mm，重閥質(zhì)量為33g，輕閥為25g。一般多采用重閥，因其操作穩(wěn)定性好。 設(shè)計(jì)方案總的要求是在符合生產(chǎn)工藝條件下，盡可能多的使用新技術(shù)，節(jié)約能源和成本，少量的污染。精餾塔對(duì)塔設(shè)備的要求大致如下：一：生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會(huì)產(chǎn)生液泛等不正常流動(dòng)。二：效率高：氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質(zhì)效率。三：流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備時(shí)阻力降小，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，在減壓操作是時(shí)，易于達(dá)到所要求的真空度。四：有一定的操作彈性：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)使效率發(fā)生較大的變化。五：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，安裝檢修方便。六：能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等.： 苯與甲苯混合液（原料儲(chǔ)罐）→原料預(yù)熱器→浮閥精餾塔（塔頂：→全凝器→分配器→部分回流，部分進(jìn)入冷卻器→產(chǎn)品儲(chǔ)罐）(塔釜：再沸器→冷卻器→產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)罐） 本方案主要是采用浮閥塔，苯和甲苯的原料混合物進(jìn)入原料罐，在里面停留一定的時(shí)間之后，通過泵進(jìn)入原料預(yù)熱器，在原料預(yù)熱器中加熱到89攝氏度，然后，原料從進(jìn)料口進(jìn)入到精餾塔中?；旌衔镏屑扔袣庀嗷旌衔铮钟幸合嗷旌衔?，這時(shí)候原料混合物就分開了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到泡點(diǎn)，其中的液態(tài)部分進(jìn)入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中，停留一定的時(shí)間然后進(jìn)入苯的儲(chǔ)罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個(gè)過程就叫做回流。液相混合物就從塔底一部分進(jìn)入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進(jìn)入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點(diǎn)溫度重新回到精餾塔。塔里的混合物不斷重復(fù)前面所說的過程，而進(jìn)料口不斷有新鮮原料的加入。最終，完成苯與甲苯的分離。 本次設(shè)計(jì)的要求是先算出最小回流比，然后隨意選三個(gè)系數(shù)得到三個(gè)回流比，最后找出最佳的回流比。三、精餾塔設(shè)計(jì) 表31 相平衡數(shù)據(jù)溫度/℃859095100105POA/KpaPOB/Kpa40465486x0y0 表32 苯與甲苯的物理性質(zhì)項(xiàng)目分子式相對(duì)分子量沸點(diǎn)/℃臨界溫度/℃臨界壓力/Pa苯C6H6甲苯C6H5CH3 表33 Antoine常數(shù)值組分ABC苯甲苯 表34 苯與甲苯的液相密度溫度/℃8090100110120810815 表35 液體的表面張力溫度/℃8090100110120 表36 液體的黏度溫度/℃8090100110120 液體的汽化熱溫度/℃8090100110120苯/(KJ/Kg)甲苯/(KJ/Kg) ： 假定常壓，作出苯—甲苯混合液的txy圖，如后附圖所示。依任務(wù)書，可算出：xf=()/(+)=。同理，xD=，xw=，tD=℃,tW=℃,tF=89℃ 精餾段平均溫度tm=（+89）1/2=℃ 最底操作壓力：℃，查手冊(cè)得POA=，POB==(PminPOB)/(POAPOB)=,可得Pmin===*=152Kpa 由以上可知，摩爾分?jǐn)?shù)為xf=，xD=，xw= 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾量MF=xFMA+(1xF)MB=+（）= kg/kmol ， MD=xDMA+(1xD)MB= +() =，MW=xWMA+(1xW)MB= +() = kg/kmol 總物料衡算