【正文】 S /, 3 ?? ?? ?? ?? ?? smVS /, 3 （ 5）液相負荷下限線 ⑸ 取平堰、堰上液層高度 mhOW ? 作為液相負荷下限條件，依式 425 ，取 ?E ,則 整理上式得 smL S / 34m in, ??? 湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 27 頁共頁 依此值在 SS LV ? 圖上作線（ 5）即為液相負荷下限線，如圖所示。 將以上 5 條線繪于 SS LV ? 圖中，即為精餾段負荷性能圖。 5 條線包圍區(qū)域為精餾段塔板操作區(qū)， P 為操作點， OP 為操作線。 OP 線與線（ 1）的交點相應氣相負荷為 max,SV 。 可知本設計塔板上限由霧沫夾帶控制，下限由漏液控制。 湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 28 頁共頁 第四節(jié) 篩板塔的工藝設計計算結果總表 項目 符號 單 位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 提餾段 各段平均壓強 各段平均溫度 ℃ 平均流量 氣相 液相 實際塔板數(shù) N 塊 14 12 板間距 m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u m/s 塔板液流型式 單流型 溢 流 裝 置 溢流管型式 弓形 堰長 m 堰高 m 溢流堰寬度 m 管底與受液盤距離 m 板上清液層高度 m 孔徑 mm 5 孔間距 t mm 湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 29 頁共頁 孔數(shù) n 個 2783 每層 開孔 區(qū) 面積 0A 篩孔氣速 m/s 塔板壓降 液體在降液管中停留時間 s 降液管內清液層高度 m 霧沫夾帶 負荷上限 霧沫夾帶控制 負荷下限 漏液控制 氣相最大負荷 氣相最小負荷 操作彈性 湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 30 頁共頁 第五節(jié) 板式塔的結構與附屬設備的計算 一、 塔體結構 板式塔內部裝有塔板、降液管、各物流的進出口管及人孔（手孔）、基座、除沫器等附屬裝置。除一般塔板按設計板間距安裝外，其他處根據(jù)需要決定其間距。本塔塔徑為 ，故塔板分塊數(shù)取 3 （ 1）塔頂空間 塔頂空間指塔內最上層塔板與塔頂?shù)拈g距。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，此段遠 高于 板間距（甚至高出一倍以上），本塔取塔頂空間 mHD ? （ 2）塔底空間 考慮以下兩種因素： ① 塔底駐液空間依貯存液量停留 3 ～ 5min 或更長時間（易結焦物 料可縮短停留時間）而定。② 塔底液面至最下層塔板之間要有 1 ～ 2m 的間距，大塔可大于此值。本塔取塔底空間 mHB ? 。 （ 3） 人孔及人孔處的板間距 本塔設計每隔 7 層塔板設一人孔，故人孔數(shù) , ???pn設人孔處的板間距，設人孔處的板間距 mHp ? 。 （ 4）進料板處的板間距 本塔取進料板處的板間距 mHF ? . （ 5）塔高 塔高的計算公式為 ,,4,1,26 mHmHmHmHnnn BDPTPF ??????? 故塔高 mH )14126( ??????????? 二、 附屬設備的計算 （ 1）列管式原料預熱器 ① 含苯 38% （質量）的苯與甲苯混合物在進料前進行預熱，加熱介質為塔釜流出的產(chǎn)品 ，因為塔釜產(chǎn)品溫度高，故原料液通入殼程，塔釜產(chǎn)品通入管程。 ② 原料液的初始溫度為湘潭地區(qū)年平均水溫 20 ℃ ，設出口溫度為 60 ℃ ，則原料液的湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 31 頁共頁 定 性溫度 402 6020 ???mt。 塔釜產(chǎn)品的初始溫度即塔釜溫度，根據(jù)試差法可得塔釜溫度 1161 ?? WtT ℃ 。 查得原料液的物性數(shù)據(jù)： 3/8528458631 mkg??????? ??? 熱負荷 ? ?CmWttCqQpm o2512111 /)( ???????? 設塔釜產(chǎn)品的出口溫度為 2T ， 則 ? ?2212 1163600 TC P ?????? 查液體比熱容共線圖，試差法得 湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 32 頁共頁 25 mtK QS m ?? ????? 湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 33 頁共頁 ? ?CmWtS QK omOO ???????? 25 / 經(jīng)核算可知所選換熱器符合要求，其他換熱器可同法計算選型。 湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 34 頁共頁 評述及有關問題的分析討論 經(jīng)初步校核驗算實際設備參數(shù)，本設計方案是完全符合要求的。能夠完成精餾塔設計任 務書中分離苯－甲苯的年產(chǎn)量 任務，且操作彈性好、分離純度高、造價相對低廉，符合最優(yōu) 化生產(chǎn)水準。然而，設計過程中也遇到了一些難以解決的問題。即要兼顧塔設備易于操作， 又要注意工藝性的達標，導致在設備設計過程中許多設備的參數(shù)難以確定。但是，此設計要基于滿足工藝要求，因而，這些是設備參數(shù)只能由工藝性來決定。在工藝性唯一的條件下， 可以由多種設備參數(shù)來實現(xiàn)它，具體到選擇恰當?shù)膮?shù)就要經(jīng)過多次取值校核驗證。此次設計時間教倉促，在強調工藝性的基礎上我們注意了經(jīng)濟性。 通過這次設計，我們認識到：作為過控專業(yè)的學生，不僅要學好《化工原理》， 而且還 要兼顧物理、化學、計算機等相關自然科學，來提升專業(yè)知識，為以后的工作打下堅實的基 礎。整個設計過程中要注意的問題很多，尤其是一些細節(jié)性的問題，稍有不慎將導致設計的 重大錯誤 ， 因而考慮問題的全面詳細是至關重要的。工程上的問題以理論來衡量，存在的誤差也是再所難免的。但是只要誤差不超過 5% 就可以。 本次設計雖然為牛刀小試，但我們學到了很多知識，也認識到理論與實踐是有差別的。 既而，提升了我們對“理論高于實踐，源于實踐?！钡睦斫饣ぴ碚n程設計即將結束，雖 然經(jīng)歷了數(shù)個不眠之夜，但當一份份數(shù)據(jù)一 張張圖紙成型后，那種成功的喜悅是難以言語的。 通過設計 ， 我們對化工原理課程的重要性有了更為深刻的認識，知道了工程設計人員的腦力工作之重、工作量之大。同時，也知道了什么叫工程進度。還有，原理的了解需要有一定的 過程。在了解了原理后，驗算數(shù)據(jù)也是相當繁瑣的：數(shù)據(jù)是一環(huán)套一環(huán)的 ， 有時一個數(shù)據(jù)的錯誤，會使后面的數(shù)據(jù)無法繼續(xù)進行驗算 。 這就對我們的計算能力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度提出了 高要求。要想核算成功不僅要對相關的專業(yè)知識掌握嫻熟，還要會查手冊，會運用制圖軟件 AutoCAD ? 等等。 此次設計對在安逸中的我們 是一次很好的歷練和警醒，使我們的動手能力及綜合處理問 題的能力得到提高。在此再次對在我們設計過程中一直給予幫助與指導的楊明平、仇明華、劉和秀老師表示感謝！ 湖南科技大學化學化工學院 化工原理課程設計 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 35 頁共頁 參考文獻 （ 1 ）化工原理課程設計，湖南科技大學編制 （ 2 ）王志魁，劉麗英，劉偉，化工原理 . 第四版 . 化學工業(yè)出版社 .2021. （ 3 ）汪鎮(zhèn)安，陸振東，化工工藝設計手冊 . 第三版 . 化學工業(yè)出版社 . （ 4 ）物理化學手冊