【導讀】備、管路設計和控制方案共七章。感謝老師的指導和參閱！附錄四再沸器主要結構尺寸和計算結果表………………單元操作，在化工、煉油、石油化工等工業(yè)中得到廣泛的應用。中，簡單蒸餾與平衡蒸餾只能將混合物進行初步的分離。液相轉移，實現(xiàn)原料中各組分的分離。該過程是同時進行的傳質、為實現(xiàn)精餾過程，必須為該過程提供物流的存儲、輸。所用設備主要包括精餾塔。及再沸器和冷凝器等。位置設有進料板。兩相在塔板上相互接觸時，液相被加熱，液相中。段，而在塔頂和塔底分別引出一股產(chǎn)品。溫度和壓力自上而下逐漸增加，塔頂最低，塔底最高。于所設計的塔徑較大，所以在造價上，板式塔比填料塔更經(jīng)濟一些；而且，板式塔的重量較輕，故選擇板式塔?；?，從而實現(xiàn)精餾塔內的氣液兩相間的熱量及動量傳遞。時，再沸器進行加熱，使之部分汽化返回塔內。頂，由塔頂冷凝器將其進行全部或部分冷凝。料，從而保證裝置能連續(xù)穩(wěn)定的運行。精餾塔選用篩板塔，配以立式熱虹吸式再沸器。

　　

【正文】 取ε =，相對粗糙度：ε /d= ?????du 查得：λ = 3/4 66 8 74 mkgL ??丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 28 取管路長度： l=120m 取 90 度彎管 4 個，其中吸入管裝吸濾筐和底閥 ξ =7 排出管中截止閥一個 le=15d，進入突然縮小 ξ =，文氏管流量計 1個，噴嘴阻力取 *106Pa ? ?? ?????? mgpcgud lehf )1( 2 ??? 取 mZ 100?? ， Pf? 忽略不計。 則 ? ??????? mhfgugpfZHe 2? qVLh = ??36004 2ud? 選取泵的型號： Y 揚程： 60～ 603m 流量： ～ 500m3 /h （兩臺，一備一用） 實際液體流速： u= ， 管路直徑： d==27mm 液體密度： kg/ m3 液體粘度 smPa?? ? 取ε = 相對粗糙度：ε /d= ??? ??du 查得：λ = 取管路長度： l=60m 取 90 度彎管 2 個 （ d402? ），其中吸入管裝吸濾筐和底閥 ξ=7，一個 90 度彎頭；排出管中截止閥一個 le=15d，一個 90 度彎頭，進入突然縮小 ξ =，文氏管流量計 1個，噴嘴阻力取 *106Pa 444?L?丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 29 ? ?? ?????? mgpcgud lehf )1( 2 ??? 取 mZ 5??? ， 則 ? ???????? mhfgugpfZHe 2? qVLh = ??36004 2ud? 該處泵揚程為負值，說明正常工作時無須使用該泵，但在非正常工作或 者停止工作時，需使用該泵，不可忽略。 丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 30 6. 管路設計 ．進料管線 取料液流速： u=則?uVd 4?= 取管子規(guī)格Ф 70 3的管材。其內徑為 m ．塔頂蒸汽管 取原料流速： u=12m/s 體積流量： V= hm/3 則?uVd 4? = m 取管子規(guī)格Ф 152 . 其內徑為 ，其實際流速為 u=24dV?= . 塔頂產(chǎn)品管 取原料流速 u=，其體積流量： V= hm/3 則?uVd 4? = 取管子規(guī)格Ф 68 4. 其內徑為 m，其實際流速為 u=24dV?= 丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 31 . 回流管 取原料流速： u=： V= hm/3 則?uVd 4? = 取管子規(guī)格Ф 152 . 其內徑為 ，其實際流速為 u=24dV?=0. 7m/s ．釜液流出管 取原料流速： u=： V= hm/3 則?uVd 4? = m 取管子規(guī)格Ф 60 . 其內徑為 m。 ．儀表接管 選管規(guī)格 ：Ф 32 3 . ．塔底蒸汽回流管 取原料流速： u=10m/s 體積流量： V= hm/3 則?uVd 4? = m 取管子規(guī)格Ф 152 . 其內徑為 ，所求各管線的結果如下： 丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 32 名稱 管內液體流速（ m/s） 管線規(guī)格（ mm） 進料管 Ф 70 3 頂蒸氣管 12 Ф 152 頂產(chǎn)品管 Ф 68 4 回流管 Ф 152 釜液流出管 Ф 60 儀表接管 / Ф 32 3 塔底蒸氣回流管 10 Ф 152 丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 33 精餾塔的控制方案要求從質量指標、產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗三個方面進行綜合考慮。精餾塔最直接的質量指標是產(chǎn)品濃度。由于檢測上的困難，難以直接按產(chǎn)品純度進行控制。最常用的間接質量指標是溫度。 將本設計的控制方案列于下表 序號 位置 用途 控制參數(shù) 介質物性ρ L(kg/m3) 1 FIC01 進料流量控制 0~3000 kg/h 丙烷 丙稀 ρ L= 2 FIC02 回流定量控制 0~1500 kg/h 丙稀 ρ L=460 3 PIC01 塔壓控制 0~2MPa 丙稀 ρ V=28 4 HIC02 回流罐液面控制 0~1m 丙稀 ρ L=460 5 HIC01 釜液面控制 0~3m 丙烷 ρ L= 6 TIC01 釜溫控制 40~60℃ 丙烷 ρ L= 丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 34 設計心得及總結 為期兩周的課程設計在忙碌間走過，回想起來，其過程是曲折的卻又有著深刻意義，在進行各種計算以及參數(shù)選擇的時候，常常遇到進退兩難或者無從下手的情況，這對于我們是一個考驗，要想學到 真正的應用知識，這是一次很好的鍛煉機會，所以，我們要堅持做下去。問題在我們的努力下是總會得以解決的，只要付出努力，當你的迷茫達到一定的時候，就必然會走向成功。雖然在此過程，我們或許在有些時候選擇了一個錯誤的方向，遇到很多的困難，但是即使很困擾，即使很緩慢，終究也會勝利的，那些付出依然也是有價值的。錯了不怕，要從中學到經(jīng)驗，只要能掌握課本上我們難以學到的，難以掌握的最大的收獲。因為從書本上的理論知識到真正的生產(chǎn)實踐，期間的距離真是相差很遠。 雖然我們困難不斷，但是這次課程設計完成后，我發(fā)現(xiàn)我對于化工原理知識的 了解上升到了一個新的層面，能夠深刻的了解設計原理和設計步驟等等。而且，通過做設計，我還復習并掌握了許多計算機知識，例如 EXCEL， WORD, CAD 等等?？傊?，通過這次課程設計，豐富了我各個方面的知識，使我受益匪淺。更希望各位老師能幫助指出我設計中的錯誤與不足之處，使我能不斷提高進步。 丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 35 附錄一 主要符號說明 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 E 液流收縮系數(shù) Aa 塔板上有效傳質區(qū)面積 m2 ev 單位質量氣體夾帶的液沫質量 Ad 降液管截面積 m2 F0 氣體的動能因子 kg1/2/(s*m1/2) F1 實際泛點率 Ao 板孔總截面積 m2 Nt 理論塔板數(shù) AT 塔截面積 m2 Np 實際塔板數(shù) b 液體橫過塔板流動時的平均寬度 m n 浮閥個數(shù) bc 塔板上邊緣寬度 m p 系統(tǒng)總壓力 kPa 組分分壓 kPa bd 降液管寬度 m Δ pf 塔板阻力降 N/ m2 bs 塔板上入口安定區(qū)寬度 m Φ 熱負荷 w(kw) b’ s 塔板上出口安定區(qū)寬度 m qn 摩爾流量 kmol/h C 計算液泛速度的負荷因子 qm 質量流量 kmol/h C20 液體表面張力 20mN/m時的負荷因子 qnh 體積流量 m3 /h Co 孔流系數(shù) qns 體積流量 m3 /s D 塔徑 m hσ 克服液體表面張力的阻力 m do 篩孔直徑 m how 堰上方液頭高度 m ET 塔板效率 液流收縮系數(shù) hw 堰高 m R 回流比 K 相平衡常數(shù) r 摩爾汽化潛熱 kJ/kmol k 塔板的穩(wěn)定性系數(shù) T 熱力學溫度 K lw 堰長 m t 攝氏溫度 ℃ M 摩爾質量 kg/kmol FLV 兩相流動參數(shù) ρ 密度 kg/m3 f 汽化分數(shù) σ 液體表面張力 mN/m Hd 氣相摩爾焓 kJ/kmol τ 時間 s H’ d 降液管內清液層高度 m Φ 降液管中泡沫層的相對密度 Hf 降液管內泡沫層高度 m Ψ 篩板的開孔率 HT 塔板間距 m B 液沫夾帶分數(shù)，篩板固定底邊尺寸 m 丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 36 hb 降液管底隙 m u 設計或操作氣速 m/s hd 液體流過降液管底隙的阻力 m ua 通過有效傳質區(qū)的氣速 m/s hf 塔板阻力（以清液層高度表示 m） uf 液泛氣速 m/s ht 塔板上的液層阻力（以清液層高度表示 ） m uo 篩孔氣速 m/s ho 干板阻力（以清液層高度表示） m zf 進料的摩爾分數(shù) h’ o 嚴重漏液時的干板阻力 m α 相對揮發(fā)度 u’ o 嚴重漏液時相應的閥孔氣速 m/s β 塔板上液層的充氣系數(shù) x 液相摩爾分數(shù) y 氣相摩爾分數(shù) Z 塔高 m 下 標 組分名稱 min 最小 c 冷缺水 max 最大 D 餾出液 n 塔板序號 e 平衡 opt 適宜 F 進料 q 精。提餾段交點 h 小時 R 再沸器 i 組分名稱 s 秒 j 組分名稱 V 氣相 l 液相 W 釜 液 ’ 提餾段 176。 飽和 丙烯 —— 丙烷精餾裝置設計任務書 37 附錄二 參考文獻 ： 1.《化工單元過程及設備課程設計》，匡國柱、史啟才主編，化學工業(yè)出版社， 2020 年。 2.《化學化工物性數(shù)據(jù)手冊》劉光啟，劉杰主編，化學化工出版社，2020 年。 3.《化工物性算圖手冊》，劉光啟、馬連緗、劉杰主編，化學工業(yè)出版社， 2020 年。 4.《石油化工基礎數(shù)據(jù)手冊》，盧煥章，化學工業(yè)出版社， 1982 年。 5.《石油化工基礎數(shù)據(jù)手冊》，（續(xù)篇），馬沛生，化學工業(yè)出版社，1982 年。 6.《石油化工設計手冊》，王松漢，化學工業(yè)出版書， 2020 年。 7.《化 工原理》，大連理工大學編，高等教育出版社， 2020 年。 8.《化工原理實驗及課程設計》，陳均志、李磊主編，化學工業(yè)出版社， 2020 年。