【導(dǎo)讀】化工原理課程設(shè)計(jì)?1確定精餾裝置流程;板間距，塔徑，塔高，溢流裝置，塔盤布置等。流體力學(xué)驗(yàn)算，操作負(fù)荷性能圖及操作彈性。將精餾塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果列在精餾塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表中。列出在本次設(shè)計(jì)過程中所用到的文獻(xiàn)名稱、作者、出版社、出版日期。原料液由高位槽經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入精餾塔內(nèi)。產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。并將冷凝液借助重力作用送回塔頂作為回流液體，其。余部分經(jīng)過冷凝器后被送出作為塔頂產(chǎn)品。為了使精餾塔連續(xù)的穩(wěn)定的進(jìn)行，流程中。中的情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和采取相應(yīng)的措施，常在流程中的適當(dāng)位置設(shè)置必要的儀表。比如流量計(jì)、溫度計(jì)和壓力表等，以測(cè)量物流的各項(xiàng)參數(shù)。表2液體的表面加力?用間接蒸氣再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。層，其中精餾段為7. 層，提餾段為4層.塔內(nèi)的平均溫度為60℃,該溫度下的平均粘度m?提餾段平均操作壓強(qiáng)：P′m=101.3113.2107.252??進(jìn)料摩爾質(zhì)量的計(jì)算：由平衡曲線查的：yF=xF=；

　　

【正文】 h?? 聯(lián)立得 ()T w p w o w dH h h h h h? ? ? ? ? ? 近似的取 E=, ? 3 2 / 33 2 / 336002. 84 10 ( )36002. 84 10 ( )0. 91sowwslhll?????? 整理得 2/ shl? (c) 2200 0 0220 . 5 1 ( ) ( ) 0 . 5 1 ( ) ( )5 . 1 40 . 5 1 ( ) ( )0 . 8 9 0 . 0 6 8 6 1 5 7 4 . 80 . 0 5 0 1v s vcllssuVhC C AVV????? ?? 取 0 ? ? ,近似的有 2 / 302 / 3( ) 0 . 6 (0 . 0 5 5 4 0 . 7 1 0 4 )0 . 0 3 3 2 0 . 4 2 6l w o w ssh h h LL?? ? ? ? ??? ? ? 化工原理課程設(shè)計(jì) ? 21 故 : 2 2 / 30 . 0 5 0 1 0 . 0 3 3 2 0 . 4 2 6 0 . 0 0 1 4 4p s sh V L? ? ? ? (d) 由式 2200 . 1 5 3 ( ) 0 . 1 5 3 ( )0 . 9 1 0 . 0 3 0 4ssdwLLh lh???? sL? (e) 將 0 .4 , 0 .0 5 7 , 0 .5TH m h w? ? ? ?,及 (c),(d),(e)代入得 2 2 / 32 / 3 20 . 5 (0 . 4 0 . 0 5 5 4 ) 0 . 0 3 4 6 0 . 0 5 0 1 0 . 4 2 6 0 . 0 5 4 40 . 7 1 0 4 1 9 9 . 9 ssssVLLL? ? ? ? ??? 整理得 : 2 2 / 3 22 .7 5 2 2 .6 8 3 9 9 0 .0s s SV L L? ? ? 此為液泛線的關(guān)系式，在操作控制范圍內(nèi)去幾個(gè) Ls,計(jì)算出相應(yīng)的 Vs 值。列表９ 表 ９ Ls. 3/ms 10? ? 10? 10? Vs. 3/ms （三）液相負(fù)荷上限線 以 5s?? 作為液體在降液管中 停留時(shí)間的下限 5fTsAHL? ?? 則 . m a x 0. 4 0. 10 62 AHL ?? ? ?3/ms 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限 (四 )漏液線（氣相負(fù)荷下限線） 由 ,minou = oC ( ) lL vhh ? ? ??? ,minou = ,minsoVA Lh = wh owh owh = hwLE l?????? 20 ? 得 , m i n 2 / 3 1 5 7 4 . 84 . 4 0 . 8 9 3 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 (0 . 0 5 5 4 0 . 7 1 0 4 0 . 0 0 1 4 40 . 6 8 6 5 . 1 4s sV L??? ? ? ? ? ??? 整理得 : 2 / 3, m i n 2 . 6 8 6 3 . 4 9 3 2 8 . 2 9 5ssVL?? 此為液相負(fù)荷上限線的關(guān)系式，在操作控制范圍內(nèi)去幾個(gè) Ls,計(jì)算出相應(yīng)的 Vs 值。列表10 中。 表 10 化工原理課程設(shè)計(jì) ? 22 Ls. 3/ms 10? ? 10? 10? Vs. 3/ms (五 )液相負(fù)荷下限線 對(duì)于平直堰，取堰上液層告訴 owh =，化為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn) , 取 E? 。 由 owh = 2 / 1000 sw LE l?? ????? 即 : 2 / 3, m 0610 00 1sL??? ???? 則 43,m in 7 .7 6 1 0sL m s??? 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線 可知設(shè)計(jì)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 = ,m ax,m in sVV ?? 九、精餾塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表 表 11 精餾塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算數(shù)據(jù) 精餾段 提餾段 12345876543210P (4)(1)(2)(5)(3)圖4 提 餾段負(fù)荷性能圖. m i nSV. m i nSV3/SV m s?331 0 /SL m s???化工原理課程設(shè)計(jì) ? 23 各段平均壓強(qiáng) mP kPa 各段平均溫度 mt ℃ 67 平均流量 氣相 sV 3/ms 液相 SL 3/ms 實(shí)際塔板數(shù) Ｎ 塊 12 9 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 單流型 單流型 溢流裝置 溢流管型式 弓形 弓形 堰長(zhǎng) 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 孔間距 t mm 孔數(shù) n 個(gè) 3460 3460 開孔面積 2m 篩孔氣速 ou /ms 塔板壓降 Ph kPa 液體在降液管中停留時(shí)間 ? s 降液管內(nèi)清液層高度 dH m 霧沫夾帶 ve /kg kg液 氣 負(fù)荷上限 霧沫夾帶控制 霧沫夾帶控制 負(fù)荷下限 漏液控 漏液控化工原理課程設(shè)計(jì) ? 24 制 制 氣相最大負(fù)荷 .maxsV 3/ms 氣相最小負(fù)荷 .minsV 3/ms 操作彈性 十、精餾塔的的附屬設(shè)備及接管尺寸 (一 ) 塔體結(jié)構(gòu) １、塔高 :根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，及相似條件下的精餾塔的相關(guān)參數(shù)的選擇。已知全塔板間距 TH ? ，可選 擇塔頂空間 H m??。塔底空間 ? 。全塔共有 21 塊塔板，考慮清理和維修的需要，選擇全塔的人孔數(shù)為 4 個(gè)，在進(jìn)料板上方開一人孔，人孔的直徑選擇為 500mm，其伸出勞動(dòng)塔體的長(zhǎng)度為 220mm。 塔高 ( 1 )F P T F F P P D BH n n n H n H n H H H? ? ? ? ? ? ? ? 全塔的板間距相同，則上式可化為： ( 1 )( 2 1 4 1 ) 0 . 4 4 0 . 6 0 . 8 1 . 61 1 . 2 1 1 2 0 0P T P P D BH n n H n H H Hm m m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ２、塔體壁厚 （二） 塔板結(jié)構(gòu) :出于對(duì)勞動(dòng)塔安裝、維修、剛度等方面的考慮，將塔 板分成多塊。由表塔板分塊數(shù)表查得，塔徑為 時(shí)，塔板分為 4 塊。 （三） 精餾塔的附屬設(shè)備 １、再沸器（蒸餾釜） 該設(shè)備是用于加熱塔底料液合之部分氣化提供蒸餾過程所需要的熱量的熱交換設(shè)備，常用的有以下幾種：內(nèi)置式再沸器，釜式再沸器，虹式再沸器，強(qiáng)制循環(huán)式再沸器。綜合考慮其生產(chǎn)的傳熱條件及經(jīng)濟(jì)效率選擇虹式再沸 。 ２、塔頂回流冷凝器 塔頂回流冷凝器通常是采用管殼式換熱器 ,有臥式、立式、或管外冷凝器等形式。按冷凝器與塔的相對(duì)位置區(qū)分有這樣的兩類：整體式及自流式、強(qiáng)制循環(huán)式。在這個(gè)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)中，由于產(chǎn)量比較大，宜 選用強(qiáng)制循環(huán)式。 (四 ) 裙座的相關(guān)尺寸計(jì)算 １、基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)壞徑 (1 6 0 ~ 4 0 0 )(1 6 0 ~ 4 0 0 )ob isib isDDDD???? 其中 1400Dis mm? 取基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)外徑與裙座截面內(nèi)徑的差為 200mm 化工原理課程設(shè)計(jì) ? 25 1 4 0 0 2 0 0 1 6 0 01 4 0 0 2 0 0 1 2 0 0obibD m mD m m? ? ?? ? ? ２、基礎(chǔ)環(huán)板厚度 ３、地腳螺栓 ４、裙座與塔體封頭的焊接結(jié)構(gòu) 根據(jù)實(shí)際情況，由于這個(gè)塔的塔身較大，宜選用對(duì)接焊接。 （五）接頭管設(shè)計(jì) 接管尺寸 :接管尺由管內(nèi)蒸氣速度及體積、流量決定。各接管允許的蒸氣速度查表得 塔頂蒸氣出口管徑 取 u=15m/s, 4 4 1 . 0 4 0 . 2 9 715sVDmu?? ?? ? ??, 根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)，將其圓整到 D=。 回流管管徑 : 取 u=, 4 4 0 . 0 0 2 3 0 . 0 3 82sLDmu?? ?? ? ??, 根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)，將其圓整到 D=。 加料管管徑 37 8 . 4 4 1 2 7 . 4 8 0 . 0 0 1 8 4 /3 6 0 0 3 6 0 0 1 5 1 3 . 3FFsLFFML m s?? ?? ? ??? 取 u=, 4 4 0 . 0 0 1 8 4 0 . 0 6 20 . 6FsLDmu?? ?? ? ?? 根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)，將其圓整到 D=。 料液排出 管管徑 35 3 . 7 0 1 5 0 . 1 0 0 . 0 0 1 3 7 /3 6 0 0 3 6 0 0 1 6 3 6 . 3WFsLWWML m s?? ?? ? ??? 取 u=, 4 4 0 . 0 0 1 3 7 0 . 0 4 70 . 8wsLDmu?? ?? ? ?? 根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)，將其圓整到 D=。 化工原理課程設(shè)計(jì) ? 26 參考文獻(xiàn) [1]《化工原理課程設(shè)計(jì)》 化工原理教研室室選編 [2] 譚蔚，聶清德 化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 天津大學(xué)出版社 [3] 陳國(guó)桓 化工機(jī)械基礎(chǔ) 化學(xué)工業(yè)出版社 [4] 夏清 陳常貴 化工原理（上）天津大學(xué)出版社 [5] 夏清 陳常貴 化工原理（下）天津大學(xué)出版社 [6] 中國(guó)石化 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) (第三版 ) 化學(xué)工業(yè)出版社