【正文】 S /, 3 ?? ?? ?? ?? ?? smVS /, 3 （ 5）液相負(fù)荷下限線 ⑸ 取平堰、堰上液層高度 mhOW ? 作為液相負(fù)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(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 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(fù)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(fù)荷性能圖。 5 條線包圍區(qū)域?yàn)榫s段塔板操作區(qū)， P 為操作點(diǎn)， OP 為操作線。 OP 線與線（ 1）的交點(diǎn)相應(yīng)氣相負(fù)荷為 max,SV 。 可知本設(shè)計(jì)塔板上限由霧沫夾帶控制，下限由漏液控制。 湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 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(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 各段平均壓強(qiáng) 各段平均溫度 ℃ 平均流量 氣相 液相 實(shí)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(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 29 頁共頁 孔數(shù) n 個(gè) 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(shí)間 s 降液管內(nèi)清液層高度 m 霧沫夾帶 負(fù)荷上限 霧沫夾帶控制 負(fù)荷下限 漏液控制 氣相最大負(fù)荷 氣相最小負(fù)荷 操作彈性 湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 30 頁共頁 第五節(jié) 板式塔的結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備的計(jì)算 一、 塔體結(jié)構(gòu) 板式塔內(nèi)部裝有塔板、降液管、各物流的進(jìn)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(shè)計(jì)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(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，此段遠(yuǎn) 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(shí)間（易結(jié)焦物 料可縮短停留時(shí)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(shè)計(jì)每隔 7 層塔板設(shè)一人孔，故人孔數(shù) , ???pn設(shè)人孔處的板間距，設(shè)人孔處的板間距 mHp ? 。 （ 4）進(jìn)料板處的板間距 本塔取進(jìn)料板處的板間距 mHF ? . （ 5）塔高 塔高的計(jì)算公式為 ,,4,1,26 mHmHmHmHnnn BDPTPF ??????? 故塔高 mH )14126( ??????????? 二、 附屬設(shè)備的計(jì)算 （ 1）列管式原料預(yù)熱器 ① 含苯 38% （質(zhì)量）的苯與甲苯混合物在進(jìn)料前進(jìn)行預(yù)熱，加熱介質(zhì)為塔釜流出的產(chǎn)品 ，因?yàn)樗a(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(shè)出口溫度為 60 ℃ ，則原料液的湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 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(fù)荷 ? ?CmWttCqQpm o2512111 /)( ???????? 設(shè)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(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 32 頁共頁 25 mtK QS m ?? ????? 湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 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(jì)算選型。 湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 34 頁共頁 評(píng)述及有關(guān)問題的分析討論 經(jīng)初步校核驗(yàn)算實(shí)際設(shè)備參數(shù)，本設(shè)計(jì)方案是完全符合要求的。能夠完成精餾塔設(shè)計(jì)任 務(wù)書中分離苯－甲苯的年產(chǎn)量 任務(wù)，且操作彈性好、分離純度高、造價(jià)相對(duì)低廉，符合最優(yōu) 化生產(chǎn)水準(zhǔn)。然而，設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以解決的問題。即要兼顧塔設(shè)備易于操作， 又要注意工藝性的達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致在設(shè)備設(shè)計(jì)過程中許多設(shè)備的參數(shù)難以確定。但是，此設(shè)計(jì)要基于滿足工藝要求，因而，這些是設(shè)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(shè)備參數(shù)來實(shí)現(xiàn)它，具體到選擇恰當(dāng)?shù)膮?shù)就要經(jīng)過多次取值校核驗(yàn)證。此次設(shè)計(jì)時(shí)間教倉促，在強(qiáng)調(diào)工藝性的基礎(chǔ)上我們注意了經(jīng)濟(jì)性。 通過這次設(shè)計(jì)，我們認(rèn)識(shí)到：作為過控專業(yè)的學(xué)生，不僅要學(xué)好《化工原理》， 而且還 要兼顧物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等相關(guān)自然科學(xué)，來提升專業(yè)知識(shí)，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基 礎(chǔ)。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要注意的問題很多，尤其是一些細(xì)節(jié)性的問題，稍有不慎將導(dǎo)致設(shè)計(jì)的 重大錯(cuò)誤 ， 因而考慮問題的全面詳細(xì)是至關(guān)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(shè)計(jì)雖然為牛刀小試，但我們學(xué)到了很多知識(shí)，也認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)踐是有差別的。 既而，提升了我們對(duì)“理論高于實(shí)踐，源于實(shí)踐。”的理解化工原理課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，雖 然經(jīng)歷了數(shù)個(gè)不眠之夜，但當(dāng)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(shè)計(jì) ， 我們對(duì)化工原理課程的重要性有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，知道了工程設(shè)計(jì)人員的腦力工作之重、工作量之大。同時(shí)，也知道了什么叫工程進(jìn)度。還有，原理的了解需要有一定的 過程。在了解了原理后，驗(yàn)算數(shù)據(jù)也是相當(dāng)繁瑣的：數(shù)據(jù)是一環(huán)套一環(huán)的 ， 有時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，會(huì)使后面的數(shù)據(jù)無法繼續(xù)進(jìn)行驗(yàn)算 。 這就對(duì)我們的計(jì)算能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度提出了 高要求。要想核算成功不僅要對(duì)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)掌握嫻熟，還要會(huì)查手冊(cè)，會(huì)運(yùn)用制圖軟件 AutoCAD ? 等等。 此次設(shè)計(jì)對(duì)在安逸中的我們 是一次很好的歷練和警醒，使我們的動(dòng)手能力及綜合處理問 題的能力得到提高。在此再次對(duì)在我們?cè)O(shè)計(jì)過程中一直給予幫助與指導(dǎo)的楊明平、仇明華、劉和秀老師表示感謝！ 湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 苯 — 甲苯的連續(xù)精餾 第 35 頁共頁 參考文獻(xiàn) （ 1 ）化工原理課程設(shè)計(jì)，湖南科技大學(xué)編制 （ 2 ）王志魁，劉麗英，劉偉，化工原理 . 第四版 . 化學(xué)工業(yè)出版社 .2021. （ 3 ）汪鎮(zhèn)安，陸振東，化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) . 第三版 . 化學(xué)工業(yè)出版社 . （ 4 ）物理化學(xué)手冊(cè)