【導(dǎo)讀】互溶液體混合物的分離方法有多種方法，精餾是其中最。精餾的原理是利用液體混合物之間揮發(fā)度的差異，本設(shè)。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。行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。進行回收和儲存。甜、有芳香氣味的透明液體，易揮發(fā)。但其分子質(zhì)量比水重。苯難溶于水，1升水中最多溶解苯；但。甲苯是最簡單，最重要的芳烴化合物之一。甲苯的熔點為-95℃，沸點為111℃。甲苯的熱值為kgkJg，閃點為4℃，3）處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加10～15％。4）塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。5）壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30％左右。溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而需要采取相應(yīng)的措施。程是否正常，從而幫助找出不正常的原因，以便采取相應(yīng)措施。同樣，回流比的大小對操作費和設(shè)備費也有很大。般體系最小回流比的確定可按常規(guī)方法處理。該體系最小回流比。塔頂冷卻介質(zhì)采用自來水，方便、實惠、經(jīng)濟。

　　

【正文】 任取幾個 SL 值，依上式計算出 sV 值，計算結(jié)果列于下表 21 表 21 13 ??smLS 13 ??smVs 由上表 21 數(shù)據(jù)即可作出液泛線 5。 根據(jù)以上各線方程，可作出提餾段篩板塔的負荷性能圖，如圖 22 所示。 44 圖 22 提餾段篩板負荷性能圖 在負荷性能圖上，作出操作點 P，連接 OP，即作出操作線。由圖可看出，該篩板的操作上限為液沫夾帶控制，下限為漏液控制。由上圖查得 s/0 .2 0 1 9 mV39。 3m a xs, ? s/m 1 0 3 39。 3m ins, ? 故操作彈性為 V39。V39。 m ins,m axs,39。 ??K 塔的輔助設(shè)備及附件 的計算與選型 接管管徑計算與選型 （ 1）進料管計算 為了維檢修方便進料管應(yīng)采用帶外套管的可拆結(jié)構(gòu)。 料液質(zhì)量流速 1 2 3 4 1— 漏液線 2— 液沫夾帶線 3— 液相負荷下限線 4— 液相負荷上限線 5— 液泛線 5 Vs,m3/s Ls， m3/s 5 2 3 4 1 P 45 skgMFG FF / ?????? 體積流速 smGVLFFL F m / 33????? ? 取管內(nèi)流速為 smuF /? 所以，進料管管徑為 mmuVD FL F mF 3 ?? ??????? 由上述數(shù)據(jù)，查標準化參數(shù) [15]可得，原料進口管管徑選取為?? （ DN=80mm） 的無縫鋼管。 法蘭選取公 稱壓力為 ，公稱直徑為 mm80 的帶頸平焊鋼制管法蘭。 （ 2）塔頂回流管管徑計算 同上，取管內(nèi)流速為 smuD /? 回流液質(zhì)量流量 skgMDGDD / ?????? 體積流速 smGVD L mDDL / 33????? ? 所以，回流管管徑 mmuVD FDLD 3 ?? ??????? 由上，塔頂回流管選 ?? 的無縫鋼管。 法蘭選取公稱壓力為 ，公稱直徑為 mm40 的帶頸平焊鋼制管法蘭。 （ 3）塔頂蒸氣出口管徑計算 蒸氣出口管的允許氣速 VU 應(yīng)不產(chǎn)生過大的壓降，其值可下表 46 表 23 蒸氣出口管中允許氣速參照表 操作壓力（絕壓） 常壓 1400～ 6000Pa ＞ 6000Pa 蒸汽速度， sm/ 12～ 20 30～ 50 50～ 70 因 kPaP ? ，故取出口氣 速 smuD /60? 故 ????? VMV D mV VMq ? mmuqD DV ?????? ?? 由上，塔頂蒸氣出口管選 ?? 的無縫鋼管。 法蘭選取公稱壓力為 ，公稱直徑為 mm180 的帶頸平焊鋼制管法蘭。 （ 4）塔釜出料管徑計算 取 smuW /68? ，則出料液質(zhì)量流速 skgMWG L W mW / ?????? 體積流速 smGVLWWWL / 33????? ? 所以，塔釜出料管管徑 mmuVD WWLW 3 ?? ??????? 由上，塔釜出料管選 ?? 的無縫鋼管。 法蘭選取公稱壓力為 ，公稱直徑為 mm15 的帶頸平焊鋼制管法蘭。 塔頂空間 塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距，取 mHD ? 。 47 塔底空間 塔底空間 指塔內(nèi)最下層踏板與塔底的間距，其值由如下因素確定： （ 1） 塔底液面到最下層塔板間要有 1～ 2m 的間距，本設(shè)計為。 （ 2）塔底貯液空間依貯存液停留時間而定，停留時間一般為 3～5min。 本設(shè)計取塔底貯液停留時間為 4s；則貯液高度△ Z 為 ： mD t 44LZ22S ????????? 則 mZH D B ???? 裙座 取 mHQ ? 。 人孔 一般每隔 10～ 12 層塔板設(shè)一人孔（安裝，檢修用），經(jīng)常情況 下每隔 5～ 8 塊踏板設(shè)一人孔，人孔直徑為 800mm，其伸出塔體的管體長為 200mm，設(shè)計 3 個人孔，則塔高為： ? ? mH ????????? 輔助設(shè)備選型選型與計算 48 進料溫度 CtF ? 9 mkgA ?? 5 mkgB ?? 8 mkgF ?? smp aA ?? ? smp aB ?? ? smp aLF ?? ? 已知進料量 skghkgF 2 50 3 ?? smFq FV ????? ? 取管內(nèi)流速 smu /? 則 mmuqd V ????? ? 故可采用 GB309193 Φ 60 的油泵 則內(nèi)徑 mmd ???? 代入得 smdqu v 22 ????? ?5e ?????? ? ?du 取絕對粗糙度為 ?? ，則相對粗糙度為 ?d? 摩擦系數(shù) λ 由 eRd /)[ ( ????? ?? ，得： ?? ?????h進料口位置高度：mgudhHf ) ()( 22 ??????? ? 揚程 mhHfH ????? ? 可選擇泵為 IS50— 32160 49 塔頂溫度 ?Dt ℃ 冷凝水 t1=20℃ t2=30℃ Ctt Dt 011 ??????則： Ctt Dt 022 ?????? Cttttt m 0n21n21 l ?????????? 由 ?Dt ℃ 查液體比汽化熱共線圖得 kgKJ /?苯? 又氣體流量 hmV h 6 6 1? 塔頂被冷凝量 skgVq vh / 6 0 0/ 6 6 1 ????? ? 冷凝的熱量 sKJqQ /1 1 7 9 ???? 苯? 取傳熱系數(shù) hmWK ??260 0 則傳熱面積 23 101178/ mtKQA m ?? ???? 冷凝水流量 skgttCPQW / 101178)( 321?????? 再沸 器 塔底溫度 105?wt ℃ 用 1350?t ℃ 的 蒸汽， Ct 01 112?釜液出口溫度 Ctt wt 001 301 0 51 3 5: ??????則 Cttt 0102 231 1 21 3 5 ?????? Cttttt m 0n21n21 2330l2330l ?????????? 由 105?wt ℃ 查液體比汽化熱共線圖得 kgKJ /363?甲苯? 又氣體流量 hmV h ? 密度 3/ mKgv ?? 50 則 skgVq vhm / ????? ? sKJqQ m / ???? 甲苯? 取傳熱系數(shù) hmWK ??260 0， 則傳熱面積 1187/ mtKQA m ????? 加熱蒸汽的質(zhì)量流量 skgttCQWp/ 101187)( 310?????? 流體流徑的選擇 根據(jù)流體流徑的選擇規(guī)則以得出結(jié)論：冷凝水走管間，物料走管內(nèi)，逆流操作。 七 結(jié)果評價 精餾設(shè)計方案從整體上看，設(shè)計趨于準確，一般情況下操作安全，操作彈性也比較大，可以完成生產(chǎn)任務(wù)的要求，保證一定的塔效率，輔助設(shè)備充分滿足要求。 在計算過程 中，數(shù)據(jù)比較精確，大多數(shù)據(jù)經(jīng)過反復(fù)驗算，其中以精餾塔塔頂、塔釜、進料板及進料溫度為代表的計算以及逐板求取、塔釜物料流量等重要數(shù)據(jù)的求取。 在設(shè)計中，由于設(shè)計時間較短，只計算了全凝器、再沸器、部分接管。其他的輔助設(shè)備都只是估算。 八 設(shè)計總結(jié) 51 課程設(shè)計對于我們是一次嚴峻的考驗，綜合檢驗了學(xué)過的知識，培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的能力。幫助我們更加深入的理解了化工生產(chǎn)單元操作以及設(shè)計要求，使我們所學(xué)的知識不局限于書本，鍛煉了我們工程設(shè)計思維能力。通過對這次化工原理的課程設(shè)計使我增長了許多 實際的知識，也在大腦中確立了一個關(guān)于化工生產(chǎn)的一個輪廓。 在本次設(shè)計中將以前學(xué)過的知識加以綜合運用，不僅培養(yǎng)了我的自學(xué)能力，也提高了我對復(fù)雜問題的分析能力。通過這次學(xué)習(xí)與設(shè)計實踐，加深了我對化工生產(chǎn)過程的理解和認識，而且也鞏固了所學(xué)的的化工原理知識 ,更極大拓寬了我的知識面，讓我認識了實際化工生產(chǎn)過程和理論的聯(lián)系和差別，這對將來的畢業(yè)設(shè)計將起到重要的作用。但因自己學(xué)識有限，設(shè)計中一定有很多疏漏和錯誤之處，希望老師多多指教 ,我愿意接受你的批評與指正，并將繼續(xù)努力改正。 附件 1 設(shè)計結(jié)果一覽 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 提餾段 各段平均壓強 Pm kpa 各段平均溫度 mt ℃ 氣相流量 VS sm3 液相流量 LS sm3 實際塔板數(shù) N 塊 11 15 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 6 塔徑 D m 2 2 塔截面積 AT 2m 空塔氣速 u m/s 52 堰長 wl m 堰高 wh m 堰上液層高度 owh m 弓形降液管截面積 Af 2m 弓形降液管寬度 Wd m 降液管底隙高度 ho m 板上清液層高度 Lh m 孔徑 do mm 4 4 孔間距 t mm 12 12 孔數(shù) n 個 1164 1164 開孔率 Φ % % 開孔區(qū)面積 Aa m2 篩孔氣速 ou m/s 塔板壓降 pP? kpa 干板阻力 ch m 液柱 氣體通過液層阻力 hl m 液柱 液體表面張力 hσ mmN 液體在降液管中停留時間 θ s 4 4 液沫夾帶 Ve kg液 /kg 氣 液相負荷上限 Ls， max m3/s 液相負荷下限 Ls， min m3/s 104 104 氣相最大負荷 VS max m3/s 氣相最小負荷 VS min m3/s 操作彈性 K 53 參考文獻 [1] 陳敏恒 ,從得滋 ,方圖南等 .化工原理（下冊）第三版 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021. 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