【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = kj /(kmol*k) (注：式中下標(biāo)1 為苯，下標(biāo)2 為苯)溫度下： Tr=r = =平均值 =塔頂 = 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算a、塔頂以0℃為基準(zhǔn)，℃時(shí)，塔頂上升氣體的焓值為Q Q= = = b、回流液的焓 = =c、餾出液的因?yàn)轲s出液與回流口組成一樣 所以 kj/(kmol*k) =534798kJ/hd、 冷凝器消耗 e、進(jìn)料口 f、塔底殘液焓 g. 再沸器（全塔范圍列衡算式） 設(shè)再沸器損失能量 熱量衡算表表14 熱量衡算表平均比熱熱量進(jìn)料1189422冷凝器塔頂餾出液537495塔底釜?dú)堃涸俜衅? 塔板數(shù)計(jì)算 理論塔板數(shù)計(jì)算塔頂，塔底飽和蒸汽壓。 塔頂溫度下 塔底條件下 kPa 全塔平均揮發(fā)度 =查圖 N= (含塔釜再沸器) 取N=17(不含再沸器）進(jìn)料的相對(duì)揮發(fā)度塔頂與進(jìn)料相對(duì)揮發(fā)度 = N精=精餾段理論塔板10塊，. 實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算 ℃溫度下，查表苯， 和 ===精餾段實(shí)際塔板19 塊，總塔板33 塊 苯、甲苯的密度和粘度 （1）苯、甲苯的密度 查表 表 15 苯、甲苯的密度溫度℃苯甲苯 表 16 苯、甲苯的液相粘度 物相溫度℃ 苯mpas甲苯mpas(1)塔頂條件下的流量及物性參數(shù) 氣相平均相對(duì)分子量和液相平均分子量相同，MF=M苯*XF+M甲苯*（1XF）=+（）=MD=M苯*XD+M甲苯*（1XD）=+（）= kg/kmolMW=M苯*XW+M甲苯*（1XW）=+（）= kg/kmol氣相密度：液相密度：液相粘度：塔頂出料口質(zhì)量流量： （2）塔底條件下的流量及物性參數(shù)氣相平均相對(duì)分子量和液相平均相對(duì)分子量：即：氣相密度： 液相密度：液相粘度： ﹒s塔底殘留液的質(zhì)量流量： （3）進(jìn)料條件下的流量及物性參數(shù) 氣液平均平均分子量 液相密度 氣相密度： 液相粘度：進(jìn)料質(zhì)量流量： 由于q=1，所以精餾段上升蒸汽量等于提餾段上升蒸汽量，所以（4）精餾段的流量及物性參數(shù) 氣相流量： 液相流量： （5）提餾段的流量及物性常數(shù)： 氣相流量： 液相流量：（6）數(shù)據(jù)結(jié)果表塔頂進(jìn)料塔釜 D W F 平均 kmol/h 表 17 塔頂、塔釜、進(jìn)料液的數(shù)據(jù)結(jié)果表精餾段提餾段平均相對(duì)分子量 kg/kmol氣相密度r V kg/ m液相密度r L kg/ m液相粘度m L 氣相質(zhì)量流量 kg/h液相質(zhì)量流量 kg/h 液相平均張力 表18溫度 ℃苯 g/cm3甲苯 g/ cm3 精餾段： 提餾段： 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二部分 精餾塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算第二部分 精餾塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算、夜相體積流率為 由， 式中取板間距HT =，板上液層高度h L=，則HT h L ==查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 取安全系數(shù) 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速 由，式中 取板間距HT =，板上液層高度hL=，則HT hL ==查史密斯關(guān)聯(lián)圖得取安全系數(shù) 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速 （1）溢流裝置計(jì)算因塔徑D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤，各項(xiàng)計(jì)算如下：堰長(zhǎng)取流堰高度，選用平直堰，堰上液層高度近似取E=1，則 弓形降液管寬度和截面積f由，查圖得，故 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間 ，故降液管設(shè)計(jì)合理。降液管底隙高度，取，故底隙設(shè)計(jì)合理選用凹形受液盤。深度(2)塔板布置(a) 塔板的分布因D≧800mm，采用分塊式查表得，塔板分為4塊(b)邊緣區(qū)域?qū)挾却_定取 （c）開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 開(kāi)孔面積 其中故(d)篩孔計(jì)算及其排列 本設(shè)計(jì)所處理物系無(wú)腐蝕性，可選用碳鋼板，取篩孔直徑ｄＯ=5mm。篩孔 按正三角形排列，取孔中心距t==16mm，篩孔數(shù)目n= 5053個(gè)開(kāi)孔率ψ===%AO=Aa=氣體通過(guò)篩孔氣速uo=Vs/Ao= （1）溢流裝置計(jì)算因塔徑D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤，各項(xiàng)計(jì)算如下：堰長(zhǎng)取流堰高度，選用平直堰，堰上液層高度近似取E=1，則 弓形降液管寬度和截面積f由，查圖得，故 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間 ，故降液管設(shè)計(jì)合理。降液管底隙高度，取，故底隙設(shè)計(jì)合理選用凹形受液盤。深度(2)塔板布置(a) 塔板的分布因D≧800mm，采用分塊式查表得，塔板分為4塊(b)邊緣區(qū)域?qū)挾却_定取 （c）開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 開(kāi)孔面積 其中故(d)篩孔計(jì)算及其排列 本設(shè)計(jì)所處理物系無(wú)腐蝕性，可選用碳鋼板，取篩孔直徑ｄＯ=5mm。篩孔 按正三角形排列，取孔中心距t==16mm，篩孔數(shù)目n= 5053個(gè)開(kāi)孔率ψ===%AO=Aa=氣體通過(guò)篩孔氣速uo=Vs/Ao= （1） 塔板壓降 干板阻力 氣體通過(guò)液層阻力計(jì)算 （2） 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響（3） 液沫夾帶液沫夾帶量： （4） 漏液對(duì)于篩板，漏液點(diǎn)氣速 （5） 液泛 為了防止塔內(nèi)液泛發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度苯甲苯物系屬于一般物系，而Hd=hp+hl+h板上不設(shè)進(jìn)口堰，Hd=*（u，o）2=*（）2=，Hd=++=，滿足要求，故不會(huì)發(fā)生液泛 （1） 塔板壓降 干板阻力 氣體通過(guò)液層阻力計(jì)算 （2） 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。（3） 液沫夾帶液沫夾帶量： （5） 漏液對(duì)于篩板，漏液點(diǎn)氣速 （5） 液泛 為了防止塔內(nèi)液泛發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度苯甲苯物系屬于一般物系，而Hd=hp+hl+h板上不設(shè)進(jìn)口堰，Hd=*（u，o）2=*（）2=，Hd=++=，滿足要求，故不會(huì)發(fā)生液泛 （1）液沫夾帶線以=，為限，求的關(guān)系由式（1）知 ，則在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值。依式子（1）算出相應(yīng)值列于表1中 由此做出霧沫夾帶線（1）。（2）漏液線==在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出記過(guò)列于下表：由此做出液泛線（2）。對(duì)于平直堰，取堰上液層高度how=，how===1，則Ls,min=據(jù)此可做出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下以s。作為液體在降液體在降液管中停留時(shí)間的下限，s據(jù)此可做出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線45. 液泛線在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出記過(guò)列于下表： 圖21 工作點(diǎn)在適宜操作區(qū)的適中位置，說(shuō)明塔板設(shè)計(jì)合理。1. 液沫夾帶線以=，為限，求的關(guān)系由式（1）知 ，則在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值。依式子（1）算出相應(yīng)值列于表1中 由此做出霧沫夾帶線（1）。2. 漏液線==在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出記過(guò)列于下表：由此做出液泛線（2）。對(duì)于平直堰，取堰上液層高度how=，how===1，則Ls,min=據(jù)此可做出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3以s。作為液體在降液體在降液管中停留時(shí)間的下限，s據(jù)此可做出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線45. 液泛線在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出記過(guò)列于下表：圖22工作點(diǎn)在適宜操作區(qū)的適中位置，說(shuō)明塔板設(shè)計(jì)合理。沈陽(yáng)最高月平均氣溫℃，冷卻劑選用深井水，冷卻水出口溫度一般不超過(guò)45℃，負(fù)責(zé)易結(jié)垢，取℃。求泡點(diǎn)回流溫度： 操作彈性為 3. 冷卻水用量冷卻水溫度30~40 攝氏度 選擇150 攝氏度的飽和水蒸氣加熱，溫度為150 攝氏度的飽和水蒸氣冷凝潛熱1. 間接加熱蒸汽量（1） 再沸器加熱面積℃為再沸器液體入口溫度℃為回流汽化上升蒸汽時(shí)溫度℃為加熱溫度℃為加熱蒸汽冷凝液體溫度用潛熱加熱可節(jié)省蒸汽量從而減少熱量損失℃℃℃，取， 配管的選擇 （1） 塔頂蒸汽管 從塔頂?shù)嚼淠鞯恼羝麑?dǎo)管，必須符合尺寸，以免產(chǎn)生過(guò)大壓降，特別是在減壓過(guò)程中，過(guò)大壓降會(huì)影響塔的真空度。操作壓力為常壓，蒸汽流速故選用外徑為273mm，公稱直徑為250mm，法蘭外徑為375mm的標(biāo)準(zhǔn)管。（2） 回流管冷凝器安裝在塔頂時(shí)，回流液在管道中的流速一般不能過(guò)高，否則冷凝器高度也要提高，對(duì)于重力回流一般取 ~，取故選用外徑為89mm，公稱直徑為80mm，法蘭外徑190mm的標(biāo)準(zhǔn)管。（3） 進(jìn)料管取故選用外徑76mm，公稱直徑為65mm，法蘭外徑為160mm的標(biāo)準(zhǔn)管。（4）塔釜出料管 塔釜流出液體速度故選用外徑為57mm，公稱直徑為50mm，法蘭外徑為140mm的標(biāo)準(zhǔn)管。（5 ）釜液進(jìn)再沸器管采用直管 故選用外徑為89mm，公稱直徑為80mm，法蘭外徑190mm的標(biāo)準(zhǔn)管。（6） 再沸器蒸汽入塔管 取故選用外徑為219mm，公稱直徑為200mm，法蘭外徑為320mm的標(biāo)準(zhǔn)管。 塔體結(jié)構(gòu) (1) 塔頂空間 取(2) 塔底空間 取(3) 人孔 每7層塔板設(shè)置一人孔，（裙座和塔頂?shù)卓臻g各一人孔）取，（4） 封頭高度 ?。?） 裙座高度 取采用筒形裙座。 則塔的整體高度 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三部分 強(qiáng)度校核 第三部分 強(qiáng)度校核 圓筒和封頭強(qiáng)度計(jì)算 （1） 塔殼材料Q345R 。（厚度316mm） 設(shè)計(jì)壓力：P=. 計(jì)算壓力：（2） 設(shè)計(jì)厚度 圓筒計(jì)算厚度：封頭計(jì)算厚度： 設(shè)計(jì)厚度對(duì)Q345R鋼板負(fù)偏差，因而可取名義厚度，但對(duì)于低合金鋼制的容器規(guī)定布包扣腐蝕余量的最小厚度應(yīng)不小于3mm，但若加上2mm的腐蝕余量，名義厚度至少應(yīng)取5mm，有港版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格名義厚度為8mm。（3） 檢驗(yàn) 質(zhì)量載荷計(jì)算（1） 塔殼和裙座質(zhì)量 （2） 人孔