【導(dǎo)讀】出液中含甲苯不得高于2%，原料液中含甲苯40%。體混合物最常用的一種單元操作，在化工﹑煉油﹑石油化工等工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計的題目是苯—甲苯二元物系板式精餾塔的設(shè)計。在確定的工藝要求下，確定設(shè)計。方案，設(shè)計內(nèi)容包括精餾塔工藝設(shè)計計算，塔輔助設(shè)備設(shè)計計算，精餾工藝過程流程圖，第一章文獻綜述····························-1-. 設(shè)計方案的確定及流程說明····················-3-. 進料液狀態(tài)的選擇····················-3-. 主要設(shè)備的工藝尺寸計算·····················-4-

　　

【正文】 . 4θ AHL[ 4]fTm a xS,??????? = 3/ms 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上限 漏液線（氣相負荷下限線） 由 ,minou = [ 5 ]σlVL0 )h0 . 1 3 h( 0 . 0 0 5 6/ρρ4 . 4 C ?? ,minou = ,minsoVA Lh = wh + owh owh = hwLE l?????? a0 AA ? 2 /3Sm inS, 25. 75L2. 580. 397V ?? 此為液相負荷上限線的關(guān)系式，在操作控制范圍內(nèi)去幾個 Ls,計算出相應(yīng)的 Vs 值。列表如下 表 53 漏液線 SL sV 相應(yīng)值 Vs, 3/ms Ls, 3/ms?103 化工原理課程設(shè)計說明書 27 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上液層 owh =，化為最小液體負荷標準 , 取 E? 。 由 owh = m[4] /s0 . 0 0 0 0 7 4 8 m36001 . 4 5 2)2 . 9 710000 . 0 0 6(L 33 / 2m i nS, ???? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線 可知設(shè)計供板上限有霧沫夾帶線控制，下限由漏夜線控制，精餾段操作彈性計算如下：查圖（ 51）得如下數(shù)據(jù) 3 . 1VV/s0 . 5 1 4 mV/s1 . 4 9 mV[ 4]m inS,m a xS,3m inS,3m a xS,??? Vs, 3/ms 化工原理課程設(shè)計說明書 28 0 3 6 9 12 150 . 00 . 61 . 21 . 82 . 43 . 00 . 00 . 61 . 21 . 82 . 43 . 0 Vs m3/sLs m3/ s 0 . 6 82 . 1 1Vs, m i nVs, m a x(2 )(1 )(4 )(5 )(3 ) 圖（ 51）精餾段篩板負荷性能圖 化工原理課程設(shè)計說明書 29 第六章 設(shè)計一覽表 精餾塔的工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總 表 61 設(shè)計一覽表 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 各段平均壓強 mP kPa 各段平均溫度 mt ℃ 平均流量 氣相 sV 3/ms 液相 SL 3/ms 實際塔板數(shù) Ｎ 塊 15 板間距 TH m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u /ms 塔板溢流形式 溢 流 裝 置 溢流管 型式 堰長 wl m 堰高 wh m 溢流堰寬度 dW m 管底與受液盤距離 oh m 板上清液層高度 Lh m 孔徑 od mm 5 化工原理課程設(shè)計說明書 30 孔間距 t mm 15 孔數(shù) n 個 5497 開孔面積 0A 2m 篩孔氣速 ou /ms 塔板壓降 Ph kPa 液體在降液管中停留時間 ? s 降液管內(nèi)清液層高度 dH m 霧沫夾帶 ve /kg kg液 氣 負荷上限 Ls,max 3/ms 負荷下限 ,minsL 3/ms 氣相最大負荷 .maxsV 3/ms 氣相最小負荷 .minsV 3/ms 操作彈性 塔頂溫度 td ℃ 進料溫度 tf ℃ 塔底溫度 tw ℃ 化工原理課程設(shè)計說明書 31 結(jié)束語 化工原理課程設(shè)計是化工原理教學(xué) 的一個重要環(huán)節(jié)，是綜合應(yīng)用本門課程和有關(guān)先修課程所學(xué)知識，完成以某一單元操作為主的一次設(shè)計實踐。通過課程設(shè)計，可以培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作能力，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想和實事求是、嚴肅認真的工作作風(fēng)。 經(jīng)過將近一周的緊張工作，終于完成了我的化工原理課程設(shè)計。我們不僅學(xué)會了繪圖還會運用了 origin 軟件。在設(shè)計過程中，重點運用到了我們所有學(xué)過的化工原理課有關(guān)蒸餾和塔設(shè)備方面的內(nèi)容，同時也涉及到了其它章節(jié)的內(nèi)容以及高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等先修學(xué)科的重要內(nèi)容。讓我對化工原理課內(nèi)容又有了一次深層次的理解。同時，還培養(yǎng)了良好 的團隊精神以及求真務(wù)實的優(yōu)秀品質(zhì)，鍛煉了自我學(xué)習(xí)和解決問題的能力。更重要的是，在設(shè)計過程中還養(yǎng)成了嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)，為提升自己專業(yè)水平起到了重要作用。 本次課程設(shè)計采用的是團隊制，但要求我們每個人都要對本門課程全面理解，熟練掌握，且要融會貫通，前后呼應(yīng)，這對我們來說無疑是一次全面自我檢驗的機會。在設(shè)計過程中，我們還翻閱了許多工程設(shè)計及計算類的工具書，提高了我們通過非課堂獲取知識解決問題的能力。其次是設(shè)計中牽扯到大量的繁雜的計算，要求我們有嚴肅認真，一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度。再者，設(shè)計中還有化工制圖，有讓我們的制圖能力得 到了很大的提高，真正感謝這樣一次學(xué)習(xí)機會，讓我們在發(fā)現(xiàn)自己不足的同時學(xué)到了很多知識。同時，通過這次設(shè)計，提高了我們化工系團結(jié)協(xié)作的積極性，班級內(nèi)的學(xué)習(xí)及討論氛圍空前活躍。也加深了同學(xué)間的認識和了解，拉近了彼此的距離，升華了我們的友情。 這次設(shè)計的順利完成，并不是我一個人努力的結(jié)果，是得益于老師的精心指導(dǎo)以及我們?nèi)M同學(xué)的共同努力。幾天來，是他們和我一起起早貪黑，共同戰(zhàn)斗。之間成功的雀躍，失敗的惆悵都讓我終身難忘！真的很感謝他們陪我度過這充實的短暫幾天。還有，我要真誠的感謝我們國老師悉心指導(dǎo)幫我們渡過一個又一 個難關(guān)，這對我們能按時保質(zhì)完成設(shè)計任務(wù)起到至關(guān)重要的作用。 盡管本人在設(shè)計中參閱了大量的文獻資料 ,接受了老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助，但是限于時間和能力，設(shè)計中不免有不足和錯誤之處，望老師批正。 化工原理課程設(shè)計說明書 32 參考文獻 [1] 楊長龍 ,國振雙 ,徐功娣 .化工原理課程設(shè)計 [M].哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020. [2] 夏清 ,陳常貴 ,姚玉英 .化工原理（上冊） [M].天津 :天津大學(xué)出版社 ,2020. [3] 夏清 ,陳常貴 ,姚玉英 .化工原理（下冊） [M].天津 :天津大學(xué)出版社 ,2020. [4] 化工部 .化工工藝孔 管設(shè)計化工管路手冊（上下冊） [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 :1996. [5] 潘國昌 .化工設(shè)備設(shè)計 [M].清華大學(xué)出版社 ,2020. [6] 王明輝 .化工單元過程課程設(shè)計 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. [7] 陳維 .傳遞過程與單元操作 [M].杭州 :浙江大學(xué)出版社 ,1994. [8]任曉光 .化工原理課程設(shè)計指導(dǎo) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020. 化工原理課程設(shè)計說明書 33 附錄 主要符號說明 英文字母 aA 塔板開孔面積 , 2m 。 0u 篩孔氣速 , sm 。 fA 降液管面積 , 2m 。 h 溢流堰高度 ,m 。 0A 篩孔面積 , 2m 。 K 篩板的穩(wěn)定性系數(shù)，無因次 。 TA 塔截面積 , 2m 。 L 塔內(nèi)下降液體的流量 , hkmol 。 C 計算 maxu 時的負荷系數(shù) ,無因次 。 SL 塔內(nèi)下降液體的流量 , sm3 。 0C 流量系數(shù) ,無因次 。 wl 溢流堰長度 ,m 。 D 塔頂餾出液流量 , hkmol 。 N 塔板數(shù) 。 TN 理論板數(shù) 。 D 塔徑 ,m 。 PN 實際塔板數(shù) 。 0d 篩孔直徑 ,mm 。 TN 理論塔板數(shù) 。 E 液流收縮系數(shù) ,無因次 。 n 篩孔數(shù) 。 TE 全塔效率（總板效率） ,無因次 。 P 操作壓強 ,Pa ,kPa 。 ve 霧沫夾帶量 ,kg （液） /kg （氣） 。 PΔ 壓強降， Pa ,kPa 。 F 進料流量 , hkmol 。 q 進料熱狀態(tài)參數(shù) 。 R 回流比 。 0d 開孔區(qū)半徑 ,m 。 TH 板間距 ,m 。 t 篩孔中心距 ,mm 。 ch 與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m 。 u 空塔氣速 , sm 。 fh 板上鼓泡層高度， m 。 lh 進口堰與降液管間的水平距離 ,m 。 化工原理課程設(shè)計說明書 35 V 塔內(nèi)上升蒸氣流量 , hkmol 。 SV 塔內(nèi)上升蒸氣流量 , sm3 。 Lh 板上液層高度 ,m 。 W 釜殘液（塔底產(chǎn)品）流量 , hkmol 。 0h 降液管底隙高度 ,m 。 dW 弓形降液管寬度 ,m 。 owh 堰上液層高度 ,m 。 CW 無效區(qū)寬度 ,m 。 y 氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分率 。 x 液相中易揮發(fā)組分的摩爾分率 。 Z 塔有效高度 ,m 。 0u 降液管底隙處液體流速 , sm 。 σh 與克服液體表面張力的壓降所當(dāng)?shù)囊褐叨?,m 。 dh 與液體流經(jīng)降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m 。 au 按開孔區(qū)流通面積計算的氣速 , sm 。 lh 與氣流穿過板上液層的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m 。 ph 與單板壓降相當(dāng)?shù)囊簩痈叨?,m 。 SW 安定區(qū)寬度 ,m 。 D管徑 ,m 。 t管心距 ,m。 希臘字母 α 相對揮發(fā)度 ,無因次 。 β 干篩孔流量系數(shù)的修正系數(shù) ,無因次 。 ρ 密度 ,kg/ 3m 。 δ 篩板厚度 ,mm。 0ε 板上液層充氣系數(shù) ,無因次 。 h小時 。 μ 粘度 ,。 i組分序號 。 化工原理課程設(shè)計說明書 36 致謝 感謝李金龍老師的指導(dǎo)，以及邵如意同學(xué)的幫助才得以使這次化工設(shè)計能順利完成。這次化工原理課程設(shè)計使我們了解了很多軟件的應(yīng)用如 AutoCAD ,oringin 等軟件，以及 word 的排版。