【正文】 ，可以認(rèn)為精餾段塔徑和各項(xiàng)工藝尺寸是合適的。 塔板負(fù)荷性能圖 液沫夾帶線的繪制 液沫夾帶線上線時(shí)， ev= 液 /Kg 干氣，泛點(diǎn)是 80%. 則有 1F = %80% ????pFLsVLVsAKCZLV ?? ? （ 1）精餾段： 6 98 28 374ssVL???? ?? 整理可得： 1. 09 15 .8 7ssVL?? （ 2）提餾段： 8 1 74ssVL?????? ?? 整理得： 6 7ssVL???? 液泛線的繪制 當(dāng)降液管中泡沫總高度 dH =? （ HT+ wh ）時(shí)將出現(xiàn)液沫 () pT w L d c dH h h h h h h?? ? ? ? ? lL＋ ＋ h + h + h + 由此確定液泛線 ()TwHh??222 300036002 .8 45 .3 4 0 .1 5 3 12 1 0 0 0v S SwL w wU L Lhg l h l? ????? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???（ ） 而式中閥孔氣速 U0與體積流量有如下關(guān)系。即NdVU S200 4?? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 26 對(duì)于精餾段： 222 4 22 . 8 8 80 . 2 2 4 5 5 . 3 4 0 . 1 5 33 . 1 4 0 . 0 3 9 7 1 8 0 7 . 4 1 9 6 9 . 8ssswVL LL????? ? ? ? ??? ? ??? 22 322 3 1 9100 0 6SSLL??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???（ ） 解得液泛方程 222 31 .1 2 3 7 0 0 .6 8 9 .4S S SV L L? ? ? 對(duì)于提餾段：22 4 43 . 1 2 80 . 2 2 0 6 5 . 3 4 3 . 1 4 0 . 0 3 9 7 0 7 8 0 . 9 6 4 0 9 . 8sV???? ? ? ? ? 22 32236002 .8 40 .1 5 3 1 0 .5 0 .0 4 1 20 .7 0 .0 2 7 7 3 1 0 0 0 0 .7SSLL ??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???（ ） 解得液泛方程 222 31 .0 1 1 9 2 6 0 6 .3 2 8 .1 4 5S S SV L L? ? ? 漏液線的繪制 精餾段計(jì)算 取動(dòng)能因數(shù) F=5 110 m in2 2 3m in 0 0 m in5( ) 2 .9 4 6 /2 .8 83 .1 4( ) ( ) 0 .0 3 9 7 1 2 .9 4 6 0 .2 4 9 7 m / s 0 .644vsFu m sV d N u??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 提餾段計(jì)算 210 m in2 2 3m in 0 0 m in5( ) 2 .8 3 0 7 /3 .1 23 .1 4( ) ( ) 0 .0 3 9 7 0 2 .8 3 0 7 0 .2 3 6 6 m / s 0 .5 6 744vsFu m sV d N u??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 因此不會(huì)產(chǎn)生漏液現(xiàn)象 m3/s 液相負(fù)荷的下限線的繪制 對(duì)于平直堰，取堰上液層高度 owh = 作為最小液體符合標(biāo)準(zhǔn) 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 27 owh = ????????wsl LE m 23 = 式中 E=1 3 2 3m i n 0 . 0 0 6 1 0 0 0 0 . 7 0 . 0 0 0 5 9 7 /2 . 8 4 1 3 6 0 0sL m s???? ? ?????? 液相負(fù)荷的上限線的繪制 液體 的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于 35 秒，液體在降液管中停留時(shí)間為 sLHAt s Tf 5~3?? 以 t=5s 座為液體在降液管中停留時(shí)間的下限 3m a x 0 . 7 3 8 0 . 4 0 0 . 0 0 5 9 0 4 /55fTs AHL m s? ?? ? ? 010 系列1系列2系列3系列4系列5系列6 圖表 1 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 28 010 系列1系列2系列3系列4系列5系列6 圖表 2 小結(jié) 1. 從塔板負(fù)荷性能圖中可看出，按生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點(diǎn) P在適宜操作區(qū)的適中位置， 說明塔板設(shè)計(jì)合理。 2. 因?yàn)橐悍壕€在霧沫夾帶線的上方，所以塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液線控制。 3. 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得 精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得 m axm in1 .0 5 4 .7 70 .2 2VsVs ?? 精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得 m axm in0 .9 4 4 .2 70 .2 2VsVs ?? 塔板的這一操作彈性在合理的范圍 (3～ 5)之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計(jì)是合理的。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 29 第三章 輔助設(shè)備及選型 接管的計(jì)算與選擇 進(jìn)料管的選擇 進(jìn)料的質(zhì)量流率： hKgMFG L F mF / 1 0 6 ????? 進(jìn)料的體積流率： hKgGLL F mFF /?? ? 則進(jìn)料管的直徑可由以下公式計(jì)算： FFF uLd ?36004? 式中： Fu 為料液在進(jìn)液管內(nèi)的流速，且取 Fu =則 mmdF ????? 同時(shí)設(shè)置兩個(gè)進(jìn)料管不同時(shí)間內(nèi)進(jìn)料，且每個(gè)進(jìn)料管的進(jìn)料量均為：hKgLF /? 回流管的選擇 冷凝器安裝在塔頂時(shí)，回流液在管道中的流速一般不能過高，否則冷凝器高度也要相應(yīng)提高。 即回流管設(shè)計(jì)如下： 回流管的質(zhì)量流率： hkgMDG L DmD /6 3 5 2 ????? 2 1 4 4 .1 4 8 2 .6 3 3 /8 1 4 .4 2 8 0DD L D mGL K g h?? ? ? 回流管直徑依下式計(jì)算： DDD uLd ?36004? 式中： Du 為液料在回流管內(nèi)的流速，且取 Du =dD= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 30 釜底出口管路的選擇 釜底料液的質(zhì)量流量 hKgMWG W /4 5 1 6 5 ????? 釜底料液的體積流量 WL = hKgGL W mW / ??? 釜底出口管直徑依下式計(jì)算： wWW uLd ?36004? 式中： Du 為液料在釜底出口管內(nèi)的流速，且取 wu = ?????Wd 塔頂蒸汽管 從塔頂至冷凝器的蒸汽管，尺寸必須適合，以免產(chǎn)生過大壓降，特別在減壓過程中，過大壓降會(huì)影響塔的真空度。 即塔頂蒸汽管設(shè)計(jì)如下： 塔頂蒸汽管直徑依下式 計(jì)算： TsT uVd ?4? 式中： Tu 為液料在塔頂蒸汽管內(nèi)的流速，且取 Tu =20m/s； sV 近似取為精餾段的體積流率，且 sV = sm/3 。 4 0 . 6 0 . 1 9 5 5 1 9 5 . 53 . 1 4 2 0Td m m m?? ? ?? 加料蒸汽管的選擇 加料蒸汽管直徑依下式計(jì)算： 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 31 4 SVDu??? 式中： u 為液料在塔頂蒸汽管內(nèi)的流速，且取 u =23m/s； 4 0 . 6 7 7 6 0 . 1 7 7 2 1 7 7 . 23 . 1 4 2 3D m m m?? ? ?? 封頭 的設(shè)計(jì) 封頭分為橢圓形封頭、 蝶形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 D=1000mm，可查得曲面高 hl=250mm,直邊高度 h0=40mm，內(nèi)表面積 2m ，容積 V= 3m 人孔的設(shè)計(jì) 人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于人進(jìn)出任何一層塔板。由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過多會(huì)使制造時(shí)塔體的彎曲度難以達(dá)到要求，一般每隔 68塊 板開設(shè)一個(gè)孔，本塔分別在第 1 21塊板處（從上 往下數(shù)）開設(shè)一個(gè)人孔，即可。在設(shè)置人孔處，每個(gè)人孔直徑為 450mm，板間距為 800mm，人孔深入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓。 法蘭 由于近似常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，帶頸平焊鋼管法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)的法蘭。 進(jìn)料管接管法蘭： DN15PN105HG2059297 回流管接管法蘭： DN15PN105HG2059297 塔底出料管法蘭： DN20PN105HG2059297 塔頂蒸汽管法蘭： DN150PN105HG2059297 塔釜蒸汽進(jìn)氣法蘭： DN150PN105HG2059297 裙座 塔底采用圓筒形桾座支撐。由于均作內(nèi)徑 800mm? ，故桾座壁厚取 16mm 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑 ： Dbi=(1400+2*16)(~)*1000=1032mm 基礎(chǔ)環(huán)外徑： Db0=(1400+2*16)(~)*1000=1832mm 圓整： DBI=1200mm,Dbo=2021mm?；A(chǔ)環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取 18mm，考慮到再沸器，桾座高度取 3m ，地角螺栓直徑取 30M 塔釜設(shè)計(jì) 塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔板到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時(shí)間為 H=（ t L’ 60R） / TA +=(5 )/+= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 32 第四章 塔高的計(jì)算 塔總高度的計(jì)算 H=(NNP2)HT+HF+NPHP+HB+H1+H2 實(shí)際塔 板數(shù) N=29 人孔 NP=3 塔板間距 HT= 進(jìn)料板處間距 HF= 人孔處板間距 HP= 桾座高度 H2=3m 封頭高度 H1= 所以總高度： H=(2932)+++++3= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 33 第五 章 附屬設(shè)備計(jì)算 即代 入 已 得 數(shù) 據(jù) 可得 H= 第 五章 附屬設(shè)備設(shè)計(jì) 冷凝器的選擇 有機(jī)蒸氣冷凝器設(shè)計(jì)選用的總體傳熱系數(shù)一般范圍為 5001500kcal/( .m2 h? ℃ )本設(shè)計(jì)取 hm/k c a l7 0 0 2 ?? （K ℃） =2926kJ/( ..m2h ℃ ) 出料液溫度： ℃（飽和氣） ? ℃（飽和液） 冷卻水溫度： 20℃ ?35℃ 逆流操作：1212126 0 .4 , 4 5 .46 0 .4 4 5 .4 5 2 .5 46 0 .4l n l n4 5 .4mttttttt?? ? ? ?? ? ?? ? ? ???℃ ℃℃ 傳熱面積：根據(jù)全塔熱量衡算，得 Q 23 73 93 0. 67 1kJ /h? 22373930. 671 1 5 .4 42 9 2 6 5 2 .5 4QAmKt? ? ??? 設(shè)備型號(hào)： 1416500 ??IG 再沸器的選擇 選用 120℃飽和水蒸氣加熱，傳熱系數(shù)取。 22 9 2 6 /( )K J m h c? ? ? 料液溫度： ℃ ?100℃ ,水蒸汽溫度 120℃ ? 120℃ 逆流操作： 20Δ3