【導讀】本設計任務為甲醇的精餾。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部。分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至儲罐。①由手冊查得水-甲醇物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出x-y圖，見圖2。采用作圖法求最小回流比。在圖（二）中對角線上，自點（，精餾段的平均表面張力為μlm=mPa?

　　

【正文】 600 uV?? = 4 1 3 7 .7 1 1 8 .0 53 6 0 0 1 .6 1 8 3 .1 4 2 0??? ? ?==165mm 取 Φ168 管徑的選擇見下表： 表 5 塔進出口管徑列表 蒸汽管 回流管 塔釜液出口 進料管 間接蒸汽加熱管 Φ219 Φ50 Φ50 Φ683 .0 Φ168 熱量衡算 用以下公式計算焓： H=a(TT0)+b(T2T02)+c(T3T03)+d(T4T04) 水 ： a=， b=103， c=106， d=109 甲醇： a=， b=3358103 ， c=106， d=109 塔頂蒸汽帶出熱量 QV QV＝ VHV 從 甲 醇水溶液的相平衡數(shù)據(jù)查得 xD＝ 時 泡點 T＝ ℃ ，此時甲 醇的比汽化熱為 1120kJ/kg 摩爾汽化熱為 1120＝ T＝ ℃ 時，水的比汽化熱為 2500kJ/kg 摩爾汽化熱為 2500＝ 45050kJ/kmol 組成為 xD＝ 的乙醇水溶液的摩爾汽化熱為 Hv=+45050= kJ/kmol 塔頂蒸汽帶出熱量 QV 為 QV=VHv == 塔底產(chǎn)品帶出熱量 QW QW＝ WHW XW=, T=℃ HW =所以 QW＝ WHW== /h 進料帶入熱量 Qf Qf＝ FHf xf=, T=82℃ Hf =所以 Qn＝ FH f== /h 回流帶入熱量 QL QL＝ LHL XL=, T=℃ HL =所以 QL＝ LHL== /h 塔釜加熱量 QB 釜液中 甲 醇的含量很小，可視為純水。 在 ℃ 時，水的比汽化熱為 2300kJ/kg 摩爾汽化熱為 2300＝ 41446kJ/kmol 組成為 Xw＝ 的 甲 醇水溶液的熱量為 QB=41446= 設備向外界散發(fā)的熱損失 QN QN＝ QB＝ ＝ kJ/h 總的熱量衡算 QL＋ QF＋ QB = QV＋ QW＋ QN QV＋ QW＋ QN＝ kJ/h QL＋ QF＋ QB＝ 7680242 .864kJ/h 將以上數(shù)據(jù)列入下表： 表 6 熱量衡算表 進 出 項目 數(shù)量（ kJ/h） 項目 數(shù)量（ 10kJ/h） 進料帶入熱量 QF塔釜加熱量 QB 回 流帶入熱量 QL合計 塔頂蒸汽帶出熱量 QV塔底產(chǎn)品帶出熱量 QW 散發(fā)的熱損失 QN 合計 表 7 計算結(jié)果總表 項 目 計算數(shù)據(jù) 精餾段 提餾段 各段平均壓強 kPaPm, 略 各段平均溫度 tm， ℃ 平均流量 氣相 smVS /, 3 液相 smLs /, 3 實際塔板數(shù) N，塊 23 板間距 ,THm 板的有效高度 Z， m 塔徑 D， m 略 空塔流速 u， m/s 塔板液流形式 單流型 溢流裝置 溢流管形式 弓形 堰長 lw ， m 堰高 wh ， m 溢流堰寬度 dW m 管低與受液盤距離 0h ， m 板上清液高度 Lh ， m 孔徑的 d0， mm 5 孔間距 t， mm 15 開孔率 ,% 略 篩孔氣速 2,muo 篩孔數(shù)目 ,個 2731 每層塔板壓降 kPahp, 液體在降液管中的停留時間 t， s 降液管內(nèi)清液高度 mHd, 霧沫夾帶 ev， kg液 /kg氣 負荷上限 霧沫夾帶控制 略 負荷 下 限 液相負荷下限線 控制 氣相最大負荷 smVS /, 3max, 氣相最小荷 smVS /, 3min, 操作彈性 5 參考文獻： [1] 賈紹義，柴誠敬 . 化工 原理課程設計 [M].天津：天津大學出版社， 2020 [2] 時鈞，汪家鼎，余國琮，陳敏恒 . 化學工程手冊 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社，1996 [3] 陳英南，劉玉蘭 . 常用化工單元設備的設計 [M]. 上海：華東理工大學出版社，2020 [4] 楊祖榮 . 化工原理 [M]. 北京 :化學工業(yè)出版社 ,2020 [5] 王紅林 ,陳礪 . 化工設計 [M]. 上海：華東理工大學出版社， 2020 [6] 王志魁 . 化工原理 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 6 后記 通過這次課程設計的學習，讓我從以往的純理論的思維中走了出來。認識到在工程實際之中，還有很多理論不能解決或不能完全解決的問題。這時候，更多的用到的是經(jīng)驗公式和近似的處理方法。并且，這些經(jīng)驗公式和近似 的處理方法往往還有一定適用范圍，這些都給我們課程設計的計算帶來了一些麻煩。我想這些也給工程計算人員帶來了諸多不便。這樣就給我們化工人員提出了新的課題 —— 建立更加合理的模型、找到更加正確理論解決工程問題。 另外，在完成這次課程設計的過程中，我感到自己的專業(yè)知識還不夠扎實。處理問題時還不是得心應手，在被問題卡住時，經(jīng)常求助于老師和書本。知道了臨陣磨槍的無奈，在今后的學習中，我會更加嚴格的要求自己，認真學好。 最后，我要感謝老師在我完成課程設計時給我?guī)椭c指導，讓我的課程設計順利完成。由于水平有限本次課程設計的錯 誤在所難免，希望老師批評指出。