【導讀】湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書。化工原理-化工設備機械基礎課程設計。設計題目苯-甲苯篩板精餾塔分離。院系化學與環(huán)境工程學院。專業(yè)化學工程與工藝。小組成員及任務分工一覽表。學號姓名具體分工備注（若為組。1精餾塔設計計算以。及最后的整合工作。3精餾塔的工藝計算成員。提餾段塔板主要工藝尺寸的計算。

　　

【正文】 每層塔板的壓降為 0 . 0 6 1 2 7 9 0 9 . 8 1 4 7 4 0 . 7p p Lp h g p a k p a?? ? ? ? ? ? ?（設計允許） (2)液面落差 對于篩板塔、液面落差很小、可忽略 (3)液沫夾帶 湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書 25 635 . 7 1 02 . 5 2 . 5 0 . 0 6 0 . 1 55 . 7 1 0 0 . 5 5 3 0 . 0 0 3 8 /1 9 . 0 6 1 0 0 . 4 0 . 1 5avL T ffLvueHhh h me k g k g???????? ?????? ? ? ?? ??? ? ????? ?? 液 氣 液 /kg 氣 故在 本設計中，液沫夾帶量 ve 在允許范圍內 (4)漏液 對篩板塔，漏液點氣速 0,minu 計算 ? ? ? ?0 , m i n 04 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 / 4 . 4 0 . 7 7 2 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 6 0 . 0 0 1 9 7 7 9 0 / 3 . 3 1 5 . 6 1 0 /L L vu c h h p p m s?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 實際孔速 0 0, m in7 .5 /u m s u?? 穩(wěn)定系數(shù)為 00 , m i n7 . 5 1 . 3 4 1 . 55 . 6 1 0uk u? ? ? ? (5)液泛 為防止塔內發(fā)生液泛，降液管內液層高 即 ? ?d T wH H h??? ? 苯 甲苯物系屬一般物系，取 ?? ，則 ? ? ? ?0 . 5 0 . 4 0 0 . 0 4 5 0 . 2 2 3Twd p L dH h mH h h h? ? ? ? ?? ? ? 板上不設進口堰， dh 計算，即 ? ? ? ?2 200 . 1 5 3 0 . 1 5 3 0 . 0 8 0 . 0 0 1dh u m? ? ? ?、 液柱 0. 06 12 0. 06 0. 00 1 0. 12 2dHm? ? ? ?液柱 ? ?d T wH H h??? 故在本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象 塔板負荷性能圖 (1)漏液線 湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書 26 由? ?0 , m i n 02 / 35 , m i n0 , m i n 0 004 . 4 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 /2 . 8 4,1000L c w vhL w w wwu c h hV Lu h h h h EAl??? ? ???? ? ? ????? 得 整理得 2 / 3, m i n 2 . 8 1 9 0 . 0 1 1 2 0 . 1 1 4ssVL?? 在操作范圍內，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結果列于表 25 表 25 提餾段漏液線上的氣液體積流量表 ? ?3//sL m s ? ?3//sV m s 由此表數(shù)據(jù)即可作出漏液線 1 (2)液沫夾帶線 以 /ve kg kg? 液 氣為限，求 ssVL? 關系如下： 3 .265 .7 1 0avL T fue Hh? ? ???? ????? 由 ? ?2 / 32 / 3002 / 3 2 / 33. 263 2 / 31 .3 7 30 .7 8 5 0 .0 5 6 736002 .8 42 .5 2 .5 , 0 .0 4 5 , 1 0 .8 81 0 0 0 0 .6 60 .1 1 2 .2 , 0 .2 9 2 .21 .3 7 35 .7 1 00 .11 9 .0 6 1 0 0 .2 9 2 .21ssasTfSf L w w w w sf s T f ssvssVVuVAALAh h h h h h Lh L H h LVeLV??? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ?????? ???? ???2 / 3.2 9 6 9 .8 5sL? 表 26 提餾段液沫夾帶線上的氣液體積流量表 3,/sL m s 3,/sV m s 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線 2， (3)液相負荷下限線 湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書 27 對于平直堰，取堰上液層高度 0 ? 作為最小液體負荷標準，得 2 / 30 sw w LhE L???????? 取 E=1，則 3 / 2 3, m i n 0 . 0 1 5 1 0 0 0 0 . 6 6 0 . 0 0 2 3 /2 . 8 4 3 6 0 0sL m s???? ? ????? 據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線 3 (4)液相負荷上限線 以 4s?? 作為液體在降液管中 停留時間的下限 4fTsAHL? ?? 故 3, m a x 56 7 05 67 /44fTs AHL m s?? ? ? 據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷上限線 4 (5)液泛線 全 ? ?d T wH H h??? 由 1 1 0。 。 。d p L d p c L L w wH h h h h h h h h h h h h? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 聯(lián)立得 ? ? ? ? 011T w w c dH h h h h h ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 忽略 h? ，將 0wh 與 sL ， dh 與 sV 的關系式代入上式，并整理得 2 2 2 / 3s s sa V b c L d L? ? ?、 、 、 、 式中 ? ?? ?? ?? ?200202 / 330 .0 5 110 .1 5 3 /36002 .8 4 1 0 1vlTwwwaACb H hc l hdEl??? ? ?????? ????? ? ? ????? ? ? ????、 湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書 28 將有關的數(shù)據(jù)代入，得 ? ?? ?? ?? ?222 / 33 1 1 2 2 1 5 8 43600 10 1 1 abcd ???? ? ???????? ? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ?????、 故 2 2 2 / 30 . 1 2 4 0 . 1 4 8 1 8 1 . 4 1 . 4 5s s sV L L? ? ? 表 27 提餾段液泛線上的氣液體積流量表 3,/sL m s 3,/sV m s 由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線 5，見圖 27 根據(jù)以上各線方程，可作出提餾段篩板塔的負荷性能圖 010 LS,m3/sVS, m3/s 圖 27 提留段篩板負荷性能圖 5 2 3 4 B 1 湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書 29 第 三章 板式塔得結構與 機械設計 附件的計算 接管 (1)進料管 進料管的結構類型很多，有直管進料管、彎管進料管、 T 形進料管。本設計采用直管進料管。 F=, F? =869Kg/ 3m 則體積流量 管內流速 smu /? 則管徑 取進料管規(guī)格Φ 65 則管內徑 d=60mm 進料管實際流速 (2)回流管 采用直管回流管 L=D R= =，回流管的回流量 平均密度 則液體流量 取管內流速 smu /? s V FM / m 00172 . 0 3600 869 . . e ? ? ? ? 進 進 m 0604 . 0 14 . 3 6 . 0 00172 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? ? u V d s m u d V / 61 . 0 2 2 06 . 0 14 . 3 00172 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? 3 / 4 . 876 m kg ? ? s m V e LM L / 00126 . 0 3 3600 4 . 876.31 . 78 80 . 50 ? ? ? ? ? 湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書 30 則回流管直徑 可取回流管規(guī)格 Φ 35 則管內直徑 d=30mm 回流管內實際流速 (3)塔頂蒸汽接管 則整齊體積流量 V=D（ R+1） =（ +1） =（ ） /（ 3600）=取管內蒸汽流速 smu /15? 則 可取回流管規(guī)格 Φ 270 6 則實際管徑 d=258mm 塔頂蒸汽接管實際流速 (4)釜液排出管 塔底 w=179。 平均摩爾質量 體積流量： 取管內流速 smu /? 則 可取回流管規(guī)格 Φ 60 則實際管徑 d=55mm mm m d u V L 7 . 32 0327 . 0 14 . 3 5 . 1 00126 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? ? s m u d V / 78 . 1 2 2 03 . 0 14 . 3 00126 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? m d u V 260 . 0 14 . 3 15 797 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? s m u ∏ d V / 16 2 14 . 3 . 0 4 4 ? ? ? kmol kg / 96 . 91 M ? s m V e wM / 00127 . 0 3 3600 4 . 866 . 43 ? ? ? ? ????????? m d u V 0569 . 0 14 . 3 5 . 0 00127 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? 湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書 31 塔頂蒸汽接管實際流速 (5)塔頂產(chǎn)品出口管徑 D=相平均摩爾質量 溜出產(chǎn)品密度 則塔頂液體體積流量 V=DM/e= （ 3600） = m179。 /s 取管內蒸汽流速 smu /? 則 可取回流 管規(guī)格 Φ 25 則實際管徑 d=20mm 塔頂蒸汽接管實際流速 冷凝器 塔頂溫度 tD=℃ 用原料冷卻 t1=20℃ t2=30℃ 則 2211 ?????? ?????? ttt tttDD )( 10)/l n (2121 ??????? tt ttt m 由 tD=℃ 查液體比汽化熱共線圖得 kgKJ / 9 2?苯? 塔頂被冷凝量 skgVq vh / ????? ? 冷凝的熱量 sKJqQ / ???? 苯? s m u d V / 54 . 0 2 2 055 . 0 14 . 3 00127 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? kmol kg M / 31 . 78 ? 3 / 9 . 876 m kg e ? mm m d u V 5 . 19 0195 . 0 5 . 1 14 . 3 00045 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? ? s m u d V / 43 . 1 2 2 02 . 0 14 . 3 00045 . 0 4 4 ? ? ? ? ? ? 湖北民族學院化學與環(huán)境工程學院課程設計說明書 32 取傳熱系數(shù) K=600W/m2k， 則傳熱面積 23 0 0 3 2 2/ mtKQAm ?? ???? 冷凝水流量 skgtCQW / 2233p??? ??? 再沸器 塔底溫度 tw=℃ 用 t0=135℃ 的低壓蒸汽，釜液出口溫度 t1=112℃ 則 23112135 01 ?????? ?????? ttt ttt w )23/( )/(2121 ???????? mttm ttt m 由 tw=℃ 查液體比汽化熱共線圖得 kgKJ /363?甲苯? 又氣體流量 Vh=?? 則 skgVq vhm / ????? ? sKJqQ m / ???? 甲苯? 取傳熱系數(shù) K=600W/m2k， 則傳熱面積 23 0 0 3 5 7/ mtKQAm ?? ???? 加熱蒸汽的質量流量 skgttC QW p / 17 7 35 7)(310?????? （一） 塔