【導(dǎo)讀】學(xué)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，在整個(gè)教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用?？紗?wèn)題能力，計(jì)算能力等。精餾是分離液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)中得到廣泛應(yīng)用。精餾過(guò)程在能量劑驅(qū)動(dòng)下（有。發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進(jìn)行分離。本設(shè)計(jì)的題目是苯-甲苯連續(xù)精。采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計(jì)一板式塔將其分離。

　　

【正文】 VL?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) Ls值，依上式計(jì)算出 Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表 。 表 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出 霧沫夾帶線(xiàn) 2 (3) 液相負(fù)荷下限線(xiàn) 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度 , m E??作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。 2 / 3, m in , m in 2 / 343, m in3 6 0 0 3 6 0 02 .8 4 2 .8 4 1 ( ) 0 .0 0 61 0 0 0 1 0 0 0 0 .7 76 .5 7 1 0ssowwsLLhELL m s???? ? ? ? ??????? 據(jù)此可作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直 液相負(fù)荷下限線(xiàn) 3 (4) 液相負(fù)荷上限線(xiàn) 以τ＝ 5s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 3, m a x HAL m s? ?? ? ? 據(jù)此可作出與氣體流量元關(guān)的垂直 液相負(fù)荷上限線(xiàn) 4 (5) 液泛線(xiàn) 由 ()T w d f w ow dH h H h h h h? ? ? ? ? ? ? 2/ shL? 2 22003 . 5 40 . 0 5 1 0 . 0 5 1 0 . 1 6 8 00 . 7 8 0 . 0 4 7 2 7 9 2 . 7VscsLuVhVC ???? ?? ?? ??? ? ? ? ??? ?? ????? ???????? 2 / 3 2 / 30 .5 8 ( 0 .0 5 0 0 .7 9 4 1 ) 0 .0 2 9 0 .4 6 0 6e L s sh h L L?? ? ? ? ? ? 2 2 / 30 .1 6 8 0 0 .0 2 9 0 .4 6 0 6f c e s sh h h V L? ? ? ? ? 課程設(shè)計(jì) 2 2 200 . 1 5 3 ( ) 0 . 1 5 3 ( ) 7 9 . 4 2 60 . 7 7 0 . 0 5 7 0ssdswLLhLLh? ? ? ? ??? 聯(lián)立上式，整理得 2 2 2 / 30. 87 47 2. 77 7. 47S s sV L L? ? ? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) Ls值，依上式計(jì)算出 Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表 。 表 Ls /(m3/s) Vs /(m3/s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出 液泛線(xiàn) 5根據(jù)以上各線(xiàn)方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖 ，如圖所示。 圖 提餾段篩板負(fù)荷性能圖 （ 6）操作線(xiàn)與操作彈性 操作氣液比 /// 0. 65 4 / 0. 00 35 1 18 6. 3ssVL ?? 課程設(shè)計(jì) 在負(fù)荷性 能圖上，作出操作點(diǎn) P，連接 OP，即作出操作線(xiàn)。由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。由上圖查得 Vs,max= m3/s Vs,min=故操作彈性為 Vs,max / Vs,min= 所設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總于表。 三、 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總一覽表 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算結(jié)果 精餾段 提餾段 各段平均壓強(qiáng) Pm kPa 各段平均溫度 tm ℃ 平均流量 氣相 VS m3/s 液相 LS m3/s 實(shí)際塔板數(shù) Np 塊 11 18 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u m/s 塔板液流形式 單流型 單流型 溢流裝置 溢流管型式 弓形 弓形 堰長(zhǎng) Lw m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 管底與受液盤(pán)距離 ho m 板上清液層高度 hL m 孔徑 do mm 孔間距 t mm 孔數(shù) n 個(gè) 2777 2777 開(kāi)孔面積 Ao m2 篩孔氣速 uo m/s 塔板壓降 hf kPa 液體在降液管中停留時(shí)間 τ s 降液管內(nèi)清液層高度 Hd m 霧沫夾帶 eV kg液 /kg氣 負(fù)荷上限 液泛控制 液泛控制 負(fù)荷下限 漏液控制 漏液控制 課程設(shè)計(jì) 氣相最大負(fù)荷 VS max m3/s 氣相最小負(fù)荷 VS min m3/s 操作彈性 四、精餾塔的附屬設(shè)備與接管尺寸的計(jì)算（略） 五、設(shè)計(jì)心得體會(huì) 本次化工原理課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩周， 雖然過(guò)程很復(fù)雜，但是還是學(xué)會(huì)了很多東西 。 首先 從老師以及學(xué)長(zhǎng)那里了解到化工原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們化工設(shè)計(jì)能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)使我們初步掌握化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、設(shè)計(jì)原則及方法；學(xué)會(huì) 各種手冊(cè)的使用方法及物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的查找方法和技巧；掌握各種結(jié)果的校核，能畫(huà)出工藝流程、塔板結(jié)構(gòu)等圖形；在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產(chǎn)上的安全性和經(jīng)濟(jì)合理性。 起初看著這些復(fù)雜的東西確實(shí)不知道如何下手，雖然有課程設(shè)計(jì)書(shū)作為參考，但其書(shū)上的計(jì)算步驟與我們自己的計(jì)算步驟有少許差異，在這些差異面前，我們顯得有些不知所措，通過(guò)查閱《化工原理》，《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，《物理化學(xué)》，《化工原理課程設(shè)計(jì)》等書(shū)籍，以及在網(wǎng)上搜索到的理論和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。我們慢慢地找到了符合自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。并逐 漸建立了自己的模版和計(jì)算過(guò)程。 而且是 第一次接觸 這種應(yīng)用型很強(qiáng)的東西 ，起初心里充滿(mǎn)了新鮮感和期待，因?yàn)樽晕艺J(rèn)為在大學(xué)里學(xué)到的東西終于可以加以實(shí)踐了。可是當(dāng)老師把任務(wù)書(shū)發(fā)到手里是卻是一頭霧水，完全不知所措?？墒窃谶@短短的三周里，從開(kāi)始的一無(wú)所知，到同學(xué)討論，再進(jìn)行整個(gè)流程的計(jì)算，再到對(duì)工業(yè)材料上的選取論證和后期的程序的編寫(xiě)以及流程圖的繪制等過(guò)程的培養(yǎng)，我真切感受到了理論與實(shí)踐相結(jié)合中的種種困難，也體會(huì)到了利用所學(xué)的有限的理論知識(shí)去解決實(shí)際中各種問(wèn)題的不易。 本次課程設(shè)計(jì)通過(guò)給定的生產(chǎn)操作工藝條件自行設(shè)計(jì)一 套苯－ 甲 苯物系的分離的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。通過(guò) 近 兩周的努力， 并經(jīng)過(guò) 復(fù) 雜的 計(jì)算和優(yōu)化， 我 終于設(shè)計(jì)出一套較為完善的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。其各項(xiàng)操作性能指標(biāo)均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求，而且操作彈性大，生產(chǎn)能力強(qiáng)，達(dá)到了預(yù)期的目課程設(shè)計(jì) 的。 并且 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我進(jìn)一步熟練了許多軟件操作 。我想這也是一種附加的價(jià)值， 懂得了許多做事方法，可謂是我從中受益匪淺，我想這也許就是這門(mén)課程的最初本意。從接到課題任務(wù)的那一刻起我就立志要盡最大努力把它做全做好。首先，我去圖書(shū)館借閱了大量有關(guān) 書(shū)籍，并從設(shè)計(jì)書(shū)上了解熟悉了設(shè)計(jì)的流程和方法。萬(wàn)事開(kāi)頭難，收集苯與甲苯的相關(guān)物性數(shù)據(jù)就成了一個(gè)難題，接著是理論塔板數(shù)，但最終在與同學(xué)的討論中一一得以解決。 這次歷時(shí)近兩周的的 課程設(shè)計(jì) 使 我們把平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，使我們對(duì)書(shū)本上所學(xué)理論知識(shí)有了進(jìn)一步的理解， 也使我們自主學(xué)習(xí)了新的知識(shí)并在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用 。 此次 課程設(shè)計(jì) 也 給我們提供了 很大 的發(fā)揮空間，我們 積極發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性獨(dú)立地去通過(guò)書(shū)籍、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據(jù) 和標(biāo)準(zhǔn) ，確定設(shè)計(jì)方案。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)提高了我們的認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的 能力?？傊?， 這次課程設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我們應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析解決問(wèn)題的能力 ， 也提高了我們自學(xué)，檢索資料和協(xié)作的技能 。所以說(shuō)這是一次不錯(cuò)的收獲，讓我們真正明白了實(shí)踐的重要性，因?yàn)檫@也是我們大學(xué)生最欠缺的 。 總的來(lái)說(shuō)，從這次課程設(shè)計(jì)學(xué)到了不少東西，也明白了不少東西，所以這次實(shí)踐還是很有意義的。 31 英文字母 Aa— 塔板開(kāi)孔區(qū)面積 ,m2； Af — 降液管截面積 ,m2； A0 — 篩孔總面積 ,m2； AT — 塔截面積 ,m2； c0 — 流量系數(shù) ,無(wú)因次； C—— 計(jì)算 umax時(shí)的負(fù)荷系數(shù) ,m/s； CS — 氣相負(fù)荷因子 ,m/s； d—— 填料直徑 ,m； d0—— 篩孔直徑 ,m； D—— 塔徑 ,m； ev— 液體夾帶量 ,kg（液） /kg（氣）； E—— 液流收縮系數(shù) ,無(wú)因次； ET— 總板效率 ,無(wú)因次； F— 氣相動(dòng)能因子 ,kg1/2/(s m1/2）； F0— 篩孔氣相動(dòng)能因子， kg1/2/(s m1/2) ； g—— 重力加速度 ,； h—— 填料層分段高度 ,m； h1— 進(jìn)口堰與降液管間的水平距離 ,m； hc— 與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m液柱； hd— 與液體流過(guò)降液管的壓降 相當(dāng)?shù)囊褐? hf— 塔板上鼓泡層高度 ,m； h1 — 與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m； hL— 板上清液層高度 ,m； h0— 降液管的底隙高度 ,m； hOW— 堰上液層高度 ,m； hW— 出口堰高度 ,m； h,W— 進(jìn)口堰高度 ,m； hб —— 與阻力表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?,m液柱； H—— 板式塔高度 ,m； Hd—— 降液管內(nèi)清液層高度 ,m； HD—— 塔頂空間高度 ,m； HF—— 進(jìn)料板處塔板間距 ,m； HP—— 人孔處塔板間距 ,m； HT—— 塔板間距 ,m； K—— 穩(wěn)定系數(shù) ,無(wú)因次； LW— 堰長(zhǎng) ,m； Lh — 液體體積流量 ,m3/h； Ls — 液體體積流量 ,m3/s； Lw — 潤(rùn)濕速率 ,m3/(m s)； m—— 相平衡系數(shù) ,無(wú)因次； n— — 篩孔數(shù)目； NT—— 理論板層數(shù)； P—— 操作壓力 ,Pa； △ P— 壓力降 ,Pa； △ PP氣體通過(guò)每層篩板的降壓 ,Pa； t—— 篩孔的中心距 ,m； u—— 空塔氣速 ,m/s； uF— 泛點(diǎn)氣速 ,m/s； u0— 氣體通過(guò)篩孔的速度 ,m/s； u0, min— 漏液點(diǎn)氣速 ,m/s； u′ 0— 液體通過(guò)降液管底隙的速度 ,m/s； Vh—— 氣體體積流量 ,m3/h； Vs—— 氣體體積流量 ,m3/s； wL—— 液體質(zhì)量流量 ,kg/s； wV— 氣體質(zhì)量流量 ,kg/s； Wc—— 邊緣無(wú)效區(qū)寬度 ,m； Wd—— 弓形降液管寬度 ,m； Ws—— 泡沫區(qū)寬度 ,m； x— 液相摩爾分?jǐn)?shù)； y—— 氣相摩爾分?jǐn)?shù)； Z—— 板式塔的有效高度 ,m； 填料層高度 ,m。 下標(biāo) max— 最大的； min— 最小的； L—— 液相的； V— — 氣相的θ —— 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 ,s； μ —— 粘度 ,mPa s； Φ — 開(kāi)孔率或孔流系數(shù)，無(wú)因次； σ —— 表面張力 ,N/m； ρ —— 密度 ,kg/m3； 六、主要符號(hào)說(shuō)明 32 七、 參考書(shū)目 [1]李松林等主編 《物理化學(xué)》（第五版，下冊(cè)），高等教育出版社， [2]譚天恩等著《化工原理》（第三版）上下冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社， [3]付家新等主編 《化工原理課程設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社， [4]吳俊等編著《化工原理課程設(shè)計(jì)》，華東理工大學(xué)出版社， [5]裕根等 主編《現(xiàn)代工程圖學(xué)》（第三版），北京郵電大學(xué)出版社， [6]譚天恩等著 《化工原理》 (第二版 )下冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社， 1998 八、附錄 【 1】苯 —— 甲苯連續(xù)精餾過(guò)程板式精餾塔示意圖 【 2】苯 —— 甲苯精餾控制工藝流程圖 33 【 3】苯 —— 甲苯溫度組成 (tx(y))圖