【正文】 醇的氣化熱 r⑹ Qc=(R+1)D r =(+1) ( ) 1101 = 冷凝塔頂產(chǎn)品由溫度 ℃冷卻到溫度 40℃ 采用冷凝水由 20℃到 40℃ 知道 Δ Tm=(Δ T1－Δ T2)/ln(Δ T1/Δ T2) = K 選擇 K=800w/( m2 K) 則有： A= Qc /(KΔ Tm) = 取安全系數(shù)為 實(shí)際面積 A= 28 選擇冷凝器的系列： 采用加熱管的直徑為： 25 名稱 公稱直徑 Dg/mm 公稱壓力 Pg/MPa 管程數(shù) N 管子根數(shù) n 規(guī)格 600 Ⅱ 254 名稱 中心排管數(shù) 管程流通面積/m2 計(jì)算換熱面積/m2 換熱管長(zhǎng)度/mm 規(guī)格 6000 ．塔底再沸器 Qc=V’w r =( 2258 )=塔釜產(chǎn)品由溫度 ℃加熱到溫度 130℃ Δ Tm== 選擇 K=1000w/( m2 K) 則有： A= Qc /(KΔ Tm)= m2 取安全系數(shù)為 則有 A 實(shí)際 =名稱 公稱直徑 Dg/mm 公稱壓力 Pg/MPa 管程數(shù) N 管子根數(shù) n 規(guī)格 600 Ⅳ 242 名稱 中心排管數(shù) 管程流通面積/m2 計(jì)算換熱面積/m2 換熱管長(zhǎng)度/mm 規(guī)格 6000 ．產(chǎn)品冷卻器 假設(shè)產(chǎn)品從 ℃冷卻到 40℃時(shí) 冷卻水從進(jìn)口溫度 15℃到 40℃時(shí) CH3OH ： Cp,c= Kj/kg K H2O ： Cp,c= Kj/kg K φ =Qm,c Cp,c △ T = (6740) 29 = 105kj/h 取 K=600 w/( m2 K) A=φ /K△ Tm =( 105 1000)/(600 3600) = m2 取安全系數(shù)為 則 A 實(shí)際 =名稱 公稱直徑 Dg/mm 公稱壓力 Pg/MPa 管程數(shù) N 管子根數(shù) n 規(guī)格 273 Ⅱ 32 名稱 中心排管數(shù) 管程流通面積/m2 計(jì)算換熱面積/m2 換熱管長(zhǎng)度/mm 規(guī)格 3000 ．精餾塔 塔頂空間 塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距，為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)該大于板間距。所以塔頂間距為（ — ） HT== m 塔底空間 塔底高度選擇儲(chǔ)存液量停留在 5 分鐘而定 設(shè)塔底的密度為 1000kg/ m3 V=( 5/60)/1000 = m3 V=∏ R2h 算出 h= m 所以 塔底高度設(shè)計(jì)為 塔支座為 塔體總高度為： H=(nnFnP1)HT+ nF HF+ nP Hp+ HD+ HB+ H1+H2 30 =(25111) +1 +1 ++++ = m ．管徑的設(shè)計(jì) 塔頂蒸氣出口管的直徑 dV 操作壓力為常壓時(shí)，蒸氣導(dǎo)管中常用流速為 12~20 m/s， 蒸氣管的直徑為 dV=(4Vs/∏ Uv)1/2，其中 dV塔頂蒸氣導(dǎo)管內(nèi)徑 m Vs塔頂蒸氣量 m3/s，則 dV =[(4 )/( )]1/2 = 名稱 接管公稱直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng) 度 補(bǔ)強(qiáng)圈（內(nèi)徑、外 徑） 規(guī)格 350mm 377 10mm 200mm 620/381mm 回流管的直徑 dR ①當(dāng)塔頂冷凝器械安裝在塔頂平臺(tái)時(shí)，回流液靠重力自流入塔內(nèi)，流速 UR可取 ~ m/s②當(dāng)用泵輸送時(shí)，可取 ~ m/s(本設(shè)計(jì)應(yīng)用前者，回流液靠重力自流入塔內(nèi)，流速 UR取 m/s) dR=(4Ls/∏ UR)1/2 =(4 )1/2 = 名稱 接管公稱直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng) 度 補(bǔ)強(qiáng)圈（內(nèi)徑、外 徑） 規(guī)格 50mm 57 150mm 進(jìn)料管的直徑 dF 若采用高位槽送料入塔，料液速度可取 UF=~ m/s，如果用泵輸送時(shí)，料液速度可取 ~ m/s(本設(shè)計(jì)采用高位槽送料入塔，料液速度 UF= ) dF=(4Vs/∏ UF)1/2 31 =[(4 )/( )]1/2 = 名稱 接管公稱直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng) 度 補(bǔ)強(qiáng)圈（內(nèi)徑、外 徑） 規(guī)格 150mm 159 5mm 200mm 塔底出料管的直徑 dW 一般可取塔底出料管的料液流速 UW 為 ~ m/s，循環(huán)式再沸器取~ m/s dW=(4LW/∏ UW)1/2(本設(shè)計(jì)取塔底出料管的料液流速 UW 為 m/s) =[(4 )/( )]1/2 = 名稱 接管公稱直徑 Dg 接管 外徑厚度 接管伸出長(zhǎng) 度 補(bǔ)強(qiáng)圈（內(nèi)徑、外 徑） 規(guī)格 100 108 6 150 200/112 ．泵的計(jì)算及選型 在進(jìn)料口加料時(shí)，本設(shè)計(jì)采用換熱器加熱 原料 進(jìn)料口高度為： H=++9 = 進(jìn)料密度：進(jìn)料密度 =甲醇密度 +水密度 = + = kg/m3 由 Qm,v=Qm,h/進(jìn)料密度 =(kg/h)/ (kg/m3) = m3/h 則液體在泵里的流速為 U=Qm,v/(∏ R2 進(jìn)料口 ) =Re=duρ /υ =( )/( 103) =＞ 4000 所以液體在管中的流動(dòng)形式為湍流。 ∑ Hf=Hf+H’f =[λ (∑ li+∑ lei)/d +∑ξ i](U2/2g) 選擇泵的型號(hào)為：流量為 m3/h，揚(yáng)程為 。 32 符號(hào)說(shuō)明： 英文字母 Aa 塔板的開(kāi)孔區(qū)面積， m2 Af 降液管的截面積 , m2 Ao 篩孔區(qū)面積 , m2 AT塔的截面積 m2 △ PP氣體通過(guò)每層篩板的壓降 C負(fù)荷因子 無(wú)因次 t篩孔的中心距 C20表面張力為 20mN/m的負(fù)荷因子 do篩孔直徑 u’o液體通過(guò)降液管底隙的速度 D塔徑 m Wc邊緣無(wú)效區(qū)寬度 ev液沫夾帶量 kg 液 /kg 氣 Wd弓形降液管的寬度 ET總板效率 Ws破沫區(qū)寬度 R回流比 Rmin最小回流比 M平均摩爾質(zhì)量 kg/kmol tm平均溫度 ℃ g重力加速度 Fo篩孔氣相動(dòng)能因子 kg1/2/() hl進(jìn)口堰與降液管間的水平距離 m θ 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 hc與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨? m υ 粘度 hd與液體流過(guò)降液管的壓降相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨? m ρ 密度 hf塔板上鼓層高度 m σ 表面張力 hL板上清液層高度 m Ψ 液體密度校正系數(shù) h1與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨? m 下標(biāo) ho降液管的義底隙高度 m max最大的 how堰上液層高度 m min最小的 hW出口堰高度 m L液相的 h’W進(jìn)口堰高度 m V氣相的 hσ 與克服表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊鹤⒏叨? m H板式塔高度 m HB塔底空間高度 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 H1封頭高度 m H2裙座高度 m K穩(wěn)定系數(shù) lW堰長(zhǎng) m Lh液體體積流量 m3/h 33 Ls液體體積流量 m3/s n篩孔 數(shù)目 P操作壓力 KPa △ P壓力降 KPa △ Pp氣體通過(guò)每層篩的壓降 KPa T理論板層數(shù) u空塔氣速 m/s u0,min漏夜點(diǎn)氣速 m/s uo’ 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 Wc邊緣無(wú)效區(qū)寬度 m Wd弓形降液管寬度 m Ws 破沫區(qū)寬度 m Z 板式塔的有效高度 m 希臘字母 δ 篩板的厚度 m θ 液體在降液管 內(nèi)停留的時(shí)間 s υ 粘度 ρ 密度 kg/m3 σ 表面張力 N/m φ 開(kāi)孔率 無(wú)因次 α 質(zhì)量分率 無(wú)因次 下標(biāo) Max 最大的 Min 最小的 L 液相的 V 氣相的 34 參考文獻(xiàn) [1] 時(shí)鈞等 . 化學(xué)工程手冊(cè) . 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1108~1109. [2] 王志魁 . 化工原理第三版 . 化學(xué)工業(yè)出版社 , 359~380. [3] 吳俊生 . 邵惠鶴精餾設(shè)計(jì) . 操作和控制 , 中國(guó)石化出版 社 . [4]賈紹義 , 柴誠(chéng)敬 . 化工原理課程設(shè)計(jì) . 天津大學(xué)出版社 , 108. [5]潘國(guó)昌 , 郭慶豐 . 化工設(shè)備設(shè)計(jì) . 清華大學(xué)出版社 , 175. [6] 武漢大學(xué)主編 . 化學(xué)工程基礎(chǔ) . 高等教育出版社 , 415425.