【文章內(nèi)容簡介】 述。要保持塔的穩(wěn)定性，流程中除用 泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。回流比是精餾操作的重要工藝條件。選擇的原則是使設(shè)備和操作費(fèi)用之和最低。在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要選定回流比。 精餾方式的選定本設(shè)計(jì)采用連續(xù)精餾操作方式，其特點(diǎn)是：連續(xù)精餾過程是一個(gè)連續(xù)定態(tài)過程，能吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)４小于間歇精餾過程，易得純度高的產(chǎn)品。 加熱方式 本設(shè)計(jì)采用間接蒸汽加熱，加熱設(shè)備為再沸器。本設(shè)計(jì)不易利用直接蒸汽加熱，因?yàn)橹苯诱羝募尤?，?duì)釜內(nèi)溶液起一定稀釋作用，在進(jìn)料條件和產(chǎn)品純度，輕組分收率一定前提下，釜液濃度相應(yīng)降低，故需在提餾段增加塔板以達(dá)到生產(chǎn)要求，從而又增加了生產(chǎn)的費(fèi)用，但也增加了間接加熱設(shè)備。 操作壓力的選取本設(shè)計(jì)采用常壓操作，一般，除了熱敏性物料以外，凡通過常壓蒸餾不難實(shí)現(xiàn)分離要求，并能用江河水或循環(huán)水將餾出物冷凝下來的系統(tǒng)都應(yīng)采用常壓蒸餾。在化工設(shè)計(jì)中有很多加料狀態(tài)，這次設(shè)計(jì)中采用氣液混合物進(jìn)料。 回流比的選擇對(duì)于一般體系最小回流比的確定可按常規(guī)方法處理，但對(duì)于某些特殊體系，如乙醇水體系則要特殊處理，該體系最小回流比 Rmin 的求取應(yīng)通過精餾段操作線與平衡線相切得到。而適宜回流比 R 的確定，應(yīng)體現(xiàn)最佳回流比選定原則即裝置設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)之和最低，我們推薦以下簡化方法計(jì)算各項(xiàng)費(fèi)用，從而確定最佳回流比。一般經(jīng)驗(yàn)值為R=()Rmin. 塔頂冷凝器的冷凝方式與冷卻介質(zhì)的選擇塔頂選用全凝器，因?yàn)楹罄^工段產(chǎn)品以液相出料，但所得產(chǎn)品的純度低于分凝器，因?yàn)榉帜鞯牡谝粋€(gè)分凝器相當(dāng)于一塊理論板。 塔頂冷卻介質(zhì)采用自來水，方便、實(shí)惠、經(jīng)濟(jì)。 板式塔的選擇板式塔工藝尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容包括：板間距、塔徑、塔板型式、溢流裝置、塔板布置、流體力學(xué)性能校核、負(fù)荷性能圖以及塔高等。其設(shè)計(jì)計(jì)算方法可查閱有關(guān)資料。著重應(yīng)注意的是：塔板設(shè)計(jì)的任務(wù)是以流經(jīng)塔內(nèi)氣液的物流量、操作條件和系統(tǒng)物性為依據(jù)，確定具有良好性能（壓降小、彈性大、效率高）的塔板結(jié)構(gòu)與尺寸。塔板設(shè)計(jì)的基本思路是：以通過某一塊板的氣液處理量和板上氣液組成，溫度、壓力等條件為依據(jù)，首先參考設(shè)計(jì)手冊(cè)上推薦數(shù)據(jù)初步確定有關(guān)的獨(dú)立變量，然后進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算，校核其是否符合所規(guī)定的范圍，如不符合要求就必須修改結(jié)構(gòu)參數(shù)，重復(fù)上述設(shè)計(jì)步驟直到滿意為止。最后給制出負(fù)荷性能圖，以確定適宜操作區(qū)和操作彈性。塔高的確定還與塔頂空間、塔底空間、進(jìn)料段高度以及開人孔數(shù)目的取值有關(guān)，可查資料 [2]。表 11 參數(shù)選取項(xiàng)目 方式 壓力 加料狀態(tài) 加熱方式 回流比 冷凝器 冷卻介質(zhì) 板式塔選 取 連續(xù)精餾 常壓 氣液混合 間接蒸汽 R=()Rmin 全凝器 自來水 篩板塔 關(guān)于附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)主要有：吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)５1）熱量衡算求取塔頂冷凝器、冷卻器的熱負(fù)荷和所需的冷卻水用量；再沸器的熱負(fù)荷和所需的加熱蒸氣用量；2）選定冷凝器和再沸器的型式求取所需的換熱面積并查閱換熱器標(biāo)準(zhǔn)，提出合適的換熱器型號(hào)；吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)６第二章 精餾塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 物料衡算 塔的物料衡算（1）苯的摩爾質(zhì)量： ?/kgmol甲苯的摩爾質(zhì)量： =（2）原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量： .()./9871172.....9/DW kgoll??????F（3）物料衡算總物料衡算： 即 …………………………………………（1） 10??易揮發(fā)組分物料衡算： FwDxWx?即 …………………………………（2）.??由(1)和(2)解得 =4kmol/h =1kmol/h 板數(shù)的確定 操作回流比的求取 （1）相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算根據(jù)化學(xué)工程手冊(cè) 109 頁 Antoine 方程常數(shù)（有機(jī)物值）得化合物 A B C 溫度范圍℃苯 6—137甲苯 16—104由表可知 t 的共用區(qū)間為 6＜t＜104℃又因?yàn)榧妆降恼７悬c(diǎn)為 ℃，苯的沸點(diǎn)為℃所以 ℃＜t＜℃。 因此取 10 個(gè)溫度點(diǎn)：81℃、82℃、85℃、87℃、89℃、90℃、92℃、93℃、95℃、100℃由于純組分的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系通?？杀硎境扇缦碌慕?jīng)驗(yàn)式 logACBpt???。當(dāng) t=81℃ 時(shí)，將 A、B 、C 分別代得：苯 ???甲苯： ???則 = =吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)７2） = = 3） = = 0Apakp0Bakp0Aakp0Bak4） = = 5） = = akp 6） = = 7） = = 8) = = 9） = apApkpBkpAp= 10） = =因?yàn)楸郊妆綄儆诶硐胛锵邓詾趵瓲柖纱?= / ?0AB則 =?同理 α 2= α 3= α 4= α 5= α 6= α 7= α 8= α 9= α 10=則 ???（2）求最小回流比及操作回流比。進(jìn)料線方程為 1Fnnqxy??當(dāng) q= = 時(shí) Fx3215eey??相平衡方程為 ()xy??即 325eex??.15eeyx得 ??故最小回流比為：Rmin= =??取操作回流比為：R=2Rmin= =? 求精餾塔氣液相負(fù)荷精餾段： (1)().???提餾段： .2()7915kol/hqF?? 操作線方程的確定精餾段操作線方程： nnLyxxV???提餾段操作線方程： 1 .81nnWn???=1. 精餾塔理論塔板數(shù)及理論加料位置采用相平衡方程與操作線方程式利用逐板計(jì)算法吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)８由 知 聯(lián)立精提餾段操作線方程1()xy????nny)1(???得 ????.32 qx098q第一塊塔板上升氣相組成為 = = 1yDx從第一塊塔板下降的液體組成 = / =?由第二塊塔板上升氣相組成為 ?????同理 ? y6= x6= y7= x7= 5. 069 ﹤ 8q所以第 9 塊塔板上升氣相組成由提餾段操作線方程計(jì)算則 ???同理 = y10= x10= y11= x11= 9x = = = ? ﹤所需總理論板數(shù): 15 塊(包括再沸器)?進(jìn)料位置：第 8 塊 精餾段需 7 塊板 全塔效率的計(jì)算（1）查苯甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)，由內(nèi)差法求得 得 =℃??Ft 得=℃..? 得 ℃???精餾段平均溫度 ℃?提餾段平均溫度 ℃?(2)液相平均黏度的計(jì)算由 ℃時(shí)查書“液體黏度共線圖 ”可得 ? ????當(dāng) ℃時(shí)， ??26b當(dāng) =℃ 時(shí) ， Ft 71..當(dāng) ℃時(shí)， .5D..3as根據(jù)液相平均黏度公式 Liilgxlg??塔頂液相平均黏度計(jì)算吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)９當(dāng) ℃時(shí) ????Lm LFmlg9lg(.31)?????????進(jìn)料板液相平均黏度的計(jì)算當(dāng) =℃ 時(shí)Ft?L ? ?塔底液相平均黏度的計(jì)算當(dāng) ℃????Lm ????????則液相平均黏度為 (0..)/???(3)全塔效率的計(jì)算 )TLE??∴精餾段實(shí)際板數(shù) ?提餾段實(shí)際板數(shù) （包括塔釜）8..T?吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)１０第三章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作壓強(qiáng) P的計(jì)算取每層塔板壓降為 則 P=,?塔頂壓強(qiáng) 13D?進(jìn)料板壓強(qiáng) .???塔底壓強(qiáng) 23W精餾段平均壓強(qiáng) 10.. app提餾段平均壓強(qiáng) 117k?? 操作溫度 塔頂溫度： =℃Dt進(jìn)料溫度： =℃F塔底溫度： ℃?精餾段平均溫度： 176。?提餾段平均溫度： 176。.1t 物性數(shù)據(jù)計(jì)算 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算（1）塔頂： 1 1 .(85).???????? x（2）進(jìn)料板: ()2..59l873887kgoFFVmLy? ????? （3）塔底: 1..(7).???? （4）精餾段平均摩爾質(zhì)量：吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)１１氣相： ????液相： 67L（5）提餾段平均分子量：氣相： ????液相： 679mLM 平均密度的計(jì)算（1）氣相平均密度 的計(jì)算Vm?精餾段平均密度: ()kgm????提餾段平均密度: 2../.（2）液相平均密度 的計(jì)算 Lm?由式 求相應(yīng)的液相密度。1ABiLmL????①塔頂平均密度的計(jì)算：=℃時(shí) ,查《化工原理》 (上)得 Dt 33814./???? ??. .3Aa???? ()4./LDmkg?②對(duì)于進(jìn)料板： =℃時(shí)得 Ft 3380./???? ???()./8079LFmg??③對(duì)于塔底： ℃時(shí)得 .3Wt? ??? 15..???吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)１２()????（3）精餾段平均液相密度: ?????提餾段平均液相密度: 32..??? 液體平均表面張力計(jì)算 依下式計(jì)算