【導讀】計的基本訓練，并應著重培養(yǎng)學生以下幾方面的能力選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力。熟悉了解板式精餾塔在生活生產(chǎn)中的應用，掌握精餾塔的基本原理。設計任務或主要技術指標：在一常壓操作的連續(xù)精餾塔內(nèi)分離苯-甲苯混合液。組成為，塔底釜液的組成為。[4]阮奇，葉長，黃詩煌.化工原理優(yōu)化設計與解題指南[M].北京：化學工業(yè)出版社，2020.[5]申近華，郝曉剛主編.化工原理課程設計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2020.[6]陸美娟，張浩勤（主編）朱士亮（主審）《化工原理》北京，化學工業(yè)出版社，2020.對于二元混合物的分離，采用連。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送人精餾。塔頂上升蒸氣采用全器冷凝，冷凝液在泡點溫度下一部分回流至塔內(nèi)，其。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。甲苯的熔點為-95℃，沸點為111℃。分離并分別進行回收和儲存。板式精餾塔、浮法塔都是常用的塔類型，可以根據(jù)。不同塔各自特點選擇所需要的塔。

　　

【正文】 a = ( ) = ( ) = ( A c ) ρ ( ) b= φ H + ( φ β 1) h = + ( 1) = c = / ( l h ) = = ( )3600d = 10 E( 1 + β ) ( ) = 10 ( 0l?????? ? ?2 / 33600.62 + 1) ( ) = ? 整理，得 2 2 2 / 3s s sV = 1 . 7 2 0 3 9 0 3 . 2 2 4 L 1 3 . 3 2 7 L 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結果列于下表 33。 表 33 sL ~ sV 值 3sL /(m /s) 3sV /(m /s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負荷性能圖，如圖 所示。 化工系課程設計 24 圖 塔板負荷性能圖 提餾段 操作線 在圖 上，作出操作點 A ，連接 OA ，即作出操作線。 由圖 可知： 1. 在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點 ，處在適宜的操作區(qū)域內(nèi)。 2. 設計供板上限由液泛線控制，下限由漏夜線控制。 3. 按照固定的氣液比，由圖可查得塔板的氣液負荷上限。 3s. m ax = m / sV ，氣液負荷下限 in = / sV? 操作彈性： s , m a xs , m in1 .4 2 6= = 4 .4 7 00 .3 1 9VV 提 餾 段漏液線 由 0 , m i n o l σ L m V mu = 4 . 4 C ( 0 . 0 0 5 6 + 0 . 1 3 h h ) ρ / ρ?? ? ? ? ?， s,min0,min Vu=Aa?? ?， L w owh = h +h ， 2 / 3sowwL2 .8 4h = E ( )1 0 0 0 l ????得 2 / 3ss , m i n o w σ L m V mwS 2 / 3s , m i nL2 . 8 4V = 4 . 4 c A {0 . 0 0 5 6 + 0 . 1 3 [ h + E ( ) ] h } ρ / ρ1 0 0 0 L2 . 8 4 3 6 0 0 LV = 4 . 4 0 . 7 7 2 0 . 1 0 1 0 . 5 2 4 {0 . 0 0 5 6 + 0 . 1 3 [ 0 . 0 3 1 + ( ) ] 0 . 0 0 2 } 7 8 8 . 1 6 8 / 3 . 1 0 01 0 0 0 0 . 6 6a?? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ? 整理得 2 / 3s , m i n sV = 0 . 1 8 0 1 . 9 4 0 + 2 9 . 0 8 6 L?? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL? 值，依上式計算出 sV? 值，計算結果列于下表31。 表 31 sL ~ sV 值 3sL /(m /s)? 3sV /(m /s)? 由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。 液沫夾帶線 化工系課程設計 25 以 ve = kg / kg? 液 氣為限，求 sV? sL? 關系如下： 6 v L m T fu5 .7 1 0e = ( )σ H h??? ?? 由 ssasTfVVu = = = 1 .1 3 4 VA A 0 .9 5 0 0 .0 6 8?????? f w owh = (h + h ) ?? 2 / 3 2 / 3sow s3600L2. 84h = ( ) = 0. 82 6L10 00 0. 72 6 ?? ? 2 / 3sf2 / 3T f sh = + H h = ??? ? ? 2 / 36 s3 s5 . 7 1 0 1 . 1 3 41 9 . 3 5 2 1 0 0 . 3 7 3 2 . 0 6 5V L?? ?? （ ） 2/ 32 .0 3 3 1 1 .2 5 2ssVL???? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值，計算結果列于下表 32。 表 32 sL ~ sV 值 3sL /(m /s) 3sV /(m /s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線。 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度 owh = ? 作為最小液體負荷標準。由下式得 ： 2 / 3sow 3600L2. 84h = E ( ) = 0. 00 610 00 0. 72 6? 取 E=1 ，則 3 / 2 4 3s, m in 0. 00 6 10 00 0. 72 6L = ( ) ( ) = 6. 19 3 10 /2. 84 36 00 ms?? ?? 據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線。 液相負荷上限線 化工系課程設計 26 以 θ=4s 作為液體在降液管中停留時間 的下限 3 3f T f Ts , m insA H A H 0 .0 6 8 0 .4 5θ = = 4 , L = = = 7 .6 5 0 1 0 m / sL 4 4? ? ? ? ??? ?? 據(jù)此可作出與氣體流量元關的垂直液相負荷上限線。 液泛線 令 d T wH = (H + h )?? ? ? ?， d p L dH = h + h + h? ? ? ?， p c l σh = h + h + h? ? ? lLh=βh? ? ? ， L w owh = h +h? ? ? 得 ??? 聯(lián)立得 T w o w c l σH + ( β 1 ) h = (β + 1 ) h + h + h + h??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 忽略 σh? ，將 owh? 與 sL? ， dH? 與 sL? ， ch? 與 sV? 的關系式代人上式，并整理得 2 2 2 / 3s s sa V = b c L d L? ? ? ? ? ? ? 其中： Vm2o o = ( )(A c ) ρ?? ? ? ?， Twb= φ H + (φ β 1 )h? ? ? ? ? ?， 2woc = / (l h )? ? 3 2 / 3w3600d = 4 10 E ( 1 + β ) ( )l? ? ?? ? 將有關的數(shù)據(jù)代入，得： Vm22o o L m2wo 23 51 51 00a = ( ) = ( ) = 20( A c ) ρ ( 01 24 72 ) 78 68b= φ H + ( φ β 1)h = 5 + ( 4 1) 31 = 90 53c = 53 / ( l h ) = = 47 70( 26 24 8)3600d = 4 10 E ( 1 + β )(??? ? ? ??? ? ? ? ? ? ??? ? ??? ? ??2 / 3 3 2 / 3w3600) = 4 10 ( 4 + 1) ( ) = 54l 26? ? ?? 整理，得 2 2 2 / 3s s sV = 1. 58 3 39 33 .0 83 L 11 .2 83 L? ? ? 在操作范圍內(nèi)，任取幾個 sL 值，依上式計算出 sV 值 ，計算結果列于下表 33。 表 33 sL ~ sV 值 化工系課程設計 27 3sL /(m /s) 3sV /(m /s) 由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負荷性能圖，如圖 所示。 圖 塔板負荷性能圖 操作線 在 圖 上，作出操作點 A ，連接 OA ，即作出操作線。 由圖 可知： 4. 在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點 ，處在適宜的操作區(qū)域內(nèi)。 5. 設計供板上限由液泛線控制，下限由漏夜線控制。 6. 按照固定的氣液比，由圖可查得塔板的氣液負荷上限。 3s. m ax = m / sV ? ，氣液負荷下限 3sm. in = 0. 31 6m / sV?? 操作彈性： s , m a xs ,m in1 .4 7 5= = 4 .6 6 80 .3 1 6VV?? 化工系課程設計 28 4 精餾塔工藝設計結果 篩板塔板工藝設計結果 表 41 設計計算結果匯總表 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 平均壓強 mP kPa 平均溫度 mt ℃ 平均流量 氣相 sV 3m/s 液相 SL 3m/s 實際塔板數(shù) PN 塊 25 板間距 TH m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u m/s 塔板溢流形式 單流型 溢流裝置 溢流管型式 弓形 堰長 wl m 堰高 wh m 溢流堰寬度 dW m 降液管底隙高度 oh m 板上清液層高度 Lh m 孔徑 od mm 孔間距 t mm 15 孔數(shù) n 個 2690 開孔面積 0A 2m 篩孔氣速 ou m/s 13,756 化工系課程設計 29 塔板壓降 ΔP Pa 液體在降液管中停留時間 θ s 降液管內(nèi)清液層高度 dH m 液沫 夾帶 ve kg /kg液 氣 負荷上限 液泛控制 負荷下限 漏液控制 氣液最大負荷 ,maxsV 3m/s 氣液最小負荷 sminV?， 3m/s 操作彈性 化工系課程設計 30 設計小結 經(jīng)過一個星期的課程設計，終于完成了《苯 甲苯分離過程板式精餾塔》的課程設計。總的來說，這次設計的內(nèi)容不算復雜，計算量也不是很大。只要細心地計算，一步一步的把思路縷清晰，就能夠完成課程設計的任務。 萬事開頭難，剛開始著手計算時，思路有點混亂，不知道應該先算哪個儲料罐里的物料量。在 同學 詳細地講解與分析下，終于茅塞頓開。老師仔細地把計算過程中容易算錯的位置給我們指出，并且把工藝流程仔細地講解了一遍。接下來的計算可以說是游刃有余了。我趁熱打鐵，把老師講解的東西鞏固了一遍后就開始 認真地計算了。雖然在計算的過程中仍會遇到一些小小的困難，但是通過與同學之間的討論，問題也很快就解決了。 經(jīng)過一天的認真計算，大概完成計算部分，接下來就是完成電子檔部分了。電子檔部分的輸入比較繁瑣，還有公式的輸入和排版問題。我一部分一部分的完成，經(jīng)過反復得修改，終于完成了初稿。經(jīng)過 自己 的審閱，我們最終完成了本次課程設計的電子說明書部分。 本次課程設計內(nèi)容雖然不是很復雜，但是通過這次課設，仍然學到了很多知識。非常感謝 蔡香麗 老師在課程設計中的指導與批評 . 在整個設計的過程中，不畏艱難，努力克服設計中遇到的種種 難題。遇到問題，我們一起參與談論，通過查閱相關資料，請教同學，認真地完成了本次設計。雖然在設計中也發(fā)生過計算失誤，遇到了棘手的問題，但那沒有糖我們退縮，反而更加堅定了我們團結的意志，加深了我們對相關知識的了解，提高了我們解決難題的能力，受益匪淺。 課程設計使我們收獲很多：團結力量大，實踐是檢驗真理的唯一標準。我們做任何事情都必須抱有一個科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，只有這樣，才能把事情做好。這些寶貴的經(jīng)驗，不僅對我們的學習有很大的幫助，而且對我們將來的人生道路奠定了堅實的基礎。 化工系課程設計 31 參考文獻 [1] 陳敏恒，叢德濨， 方圖南，齊鳴齋編 .化工原理（上、下冊） [M].第三版 .化學工業(yè)出版社， 2020. [2] 賈紹義，柴誠敬主編 .化工原理課程設計 [M].天津：天津大學出版， 2020. [3] 李功祥，陳蘭英，崔英德主編 .常用化工單元設備設計 [M].廣州：華南理工大學出版， 2020. [4] 阮奇，葉長，黃詩煌 .化工原理優(yōu)化設計與解題指南 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2020. [5] 申近華，郝曉剛主編 .化工原理課程設計 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2020. 化工系課程設計 32 致謝 經(jīng)過兩周的 努力，課程設計圓滿的完成了。在此我首先要感謝給予我很多指導的老師。在設計之前，蔡老師和周老師給我們講解了很多有關課程設計的知識，讓我知道了許多化工生產(chǎn)中要注意的地方，讓我明白理論知識運用到實際中才有意義，更讓我對化工設計產(chǎn)生了濃厚的興趣；在設計過程中，蔡老師的課程設計提綱給了額我清晰的思路，是我在能夠順利完成課程設計的怎樣把學到的理論知識