【導(dǎo)讀】.進(jìn)料熱狀況參數(shù)：(2班)為,.進(jìn)料組成:(2班)含苯為25％,.塔底產(chǎn)品含苯不大于2％;為25℃的清水或35℃的循環(huán)清水。12)附圖:裝置工藝流程圖、裝置布置圖、精餾塔結(jié)構(gòu)簡圖(手繪圖)。5)250元/,設(shè)備使用年限10年,6)裝置主要固定資產(chǎn)年折舊率為10%,銀行借貸平均年利息%。質(zhì)量物料恒算與負(fù)荷計算及其結(jié)果表.

　　

【正文】 得出其他回流比 R2和 R3的 Hd分別為： 和 . 霧沫夾帶 泛點率39。39。0 01 . 3 6100vms s LL m v mFbV L ZKC A??? ????精精 精a式 板上液體流經(jīng)長度 ZL=D2Wd=12*= 板上液體面積 Ab=AT2Af=*= 苯和甲苯按正常系統(tǒng)取物性系數(shù) K=，由泛點負(fù)荷系數(shù)圖查得 CF= 泛點率 = %%100)() ( ????????? b 試 泛點率 = %)( %100)( ???????????? TFVLV AKC?? ?依倆式算出泛點率均在 80％以下， 故知霧沫夾帶量能滿足 ev＜ kg 液 /kg 氣的要求 15 同理算出其他回流比的總結(jié)果如下表： 表 319 泛點率有關(guān)數(shù)據(jù)表 R ZL/m Ab/m2 a 式泛點率 /% B 式泛點率 /% R1 R2 R3 塔板的負(fù)荷性能圖 以 R1為例 . 霧沫夾帶線 依據(jù)泛點率39。39。0 01 . 3 6100vms s LL m v mFbV L ZKC A??? ????精精 精, 按泛點率 =80%，代人數(shù)據(jù)化簡整理得： Vs=+,作出霧沫夾帶線 (1)如附圖中 Vs— Ls圖所示。 同理算出其他回流比 R2和 R3的霧沫夾帶線分別如下： Vs=+ 和 Vs=+ 液泛線 依前可知 hp=hc+hI+hσ Hd=hp+hL+hd Hd＜φ (HT+hw) 得：φ (HT+hw)= p L d c I L dh h h h h h h h?? ? ? ? ? ? ?由此式確定液泛線，忽略 hσ 項。 即： ?????? ???????? 3/20202 )3600(1000 )1()()( 0 w sww sLVwT l LEhhl LguhH ??? 因 HT,hw、 ho、 lw、Nd Vu sLV 4/2020 ????? ?均為定值，且及、把有關(guān)數(shù)據(jù)代人整理得液泛線： 3/222 ????SLLV SS 任意取四點坐標(biāo)如下： （ ， ） ,(,),(,),和（ ， ） 在 VsLs 圖中作出液泛線（ 2）， 同理得出其 他回流比 R2和 R3得液泛線如下： 3/222 ???? SSS LLV 和 3/222 ???? SSS LLV 液體負(fù)荷上限線 液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時間不低于 35s，液體在降液管內(nèi)停留時間 . 39。3600 fThAHL? ? =3— 5S ，則 smHALs Tf /)( 3m a x ???? 液相負(fù)荷上限線（ 3）在 VS— LS圖中為與氣相流量 無關(guān)的垂線。 同理得出其他回流比 R2和 R3得液體負(fù)荷上限線如下： 16 smLS /0 0 7 )( 3m ax ? 和 smLS /0 0 7 )( 3m ax ? 漏夜線 對于 F1 型重閥，依據(jù) 00 5VFu??? 計算，則 Vu ?/50 ? 又知 020m in 4/ NudVS ?? 則 smNdVVS/ 3220m i n ????????? ?? 作氣相負(fù)荷下限線（ 4） 同 理 得 出 其 他 回 流 比 R2 和 R3 得 漏 夜 線 如 下 ： smVS / 3m in ? 和smVS / 3m in ? 液相負(fù)荷下限線 取 堰 上 液 層 上 高 度 how= 作 為 液 相 負(fù) 荷 下 限 條 件 ， 即239。 ()1000 how wLhEl?= 從而計算出下限值，取 E= 則， smlLWS /00 05 ) (3600) ( 32/32/3m i n ????????? 依此作出液相負(fù)荷下限線 (5)，該線為氣相流出無關(guān)的豎直線。 同理得出其他回流比 R2和 R3漏夜線如下： smLS / 3m in ? 和 smLS / 3m in ? 依附圖中的 R1 VsLs 圖可知，由 smLS / 3m ax ? ，得 smVS / 3m ax ? 因 smVS / 3min ? 故 操作彈性 =VSmax/VSmin=同理得出其他回流比 R2和 R3操作彈性分別如下： 和 四 .熱平衡確定熱換器 以 R1= 為例 熱負(fù)荷 Qc 以 1秒鐘計算 查手冊 對應(yīng)的溫度得 : kgkJIkgkJkgK c a lI VLD /,/115/ 2????? 千克千卡塔頂 KgKJKgK c alI L / 7/40 ??塔頂 從氣相變?yōu)橐合?，溫度不變? skJIIDRQ LVC /)()()1( 31 ????????? 塔底塔頂 從液相變?yōu)橐合嗟模瑴囟茸兓? skJIIDRQ LDLC /)()()1( 32 ????????? 塔頂 故總的負(fù)荷 SKJQ CCC /9 3 021 ??? 17 同理得出其他回流比 R2和 R3的 QC 如下： 表 41 熱負(fù)荷表 R QC1/KJ/S QC2/KJ/S QC/KJ/S R1 810 120 930 R2 R3 傳熱面積 A 求平均溫度 mt? 依以上可知 T 塔頂 （ ℃） → T D(45℃ ) t2(45℃ ) ← t 1(25℃ ) t? ℃ 20℃ 故 mt? 20/ ????? ???? tt tt℃ K 值選定 因?qū)儆谝?— 汽傳熱，故可取 K=1000w/m2.℃ 傳熱面積 A 26 0 0 0 mtKQA mC ?????? 同理得出其他回流比 R2和 R3的傳熱面積 A 分別如下： A= 清水的用量計算 依 Cp Qtmc ??水 查手冊 t=℃時水的比熱 Cp=20??t ℃ ,故把數(shù)據(jù)代人求得 m= 故一年的用水量 年萬噸總 / 2 0 03 6 0 0 ???? mm 同理得出其他回流比 R2和 R3的 m 總 分別如下： 表 42 循環(huán)水的用量表 R m/kg/s m 總 /萬噸 /年 R1 R2 R3 換熱器選用 選用 U型管式換熱器， JB/T471792， DN=500mm,排管數(shù) n=28,熱換面積 A=,換熱管長 L=3m,選用倆臺交替使用。 同理可得其他回流比 R2和 R3分別為： 選用 U型管式換熱器， JB/T471792， DN=400mm,排管數(shù) n=56,熱換面積 A=,換熱管長 L=3m,選用倆臺并聯(lián)使用，再準(zhǔn)備倆臺備用。 選用 U型管式換熱器， JB/T471792， DN=500mm,排管數(shù) n=56,熱換面積 A=,換熱管長 L=3m,選用倆臺交替使用 ,再準(zhǔn)備倆臺備用。 18 熱負(fù)荷 QB 以 1秒質(zhì)量來算 LWLDCFB IWDIQIFQ ?????? 查手冊對應(yīng)的溫度并依下式計算得 : ???? LV FV II IIq KgKJIKgKJIKgKJI LDLWF /115,/,/ ??? 從前面可知 F、 W、 D 和 Qc 的值，并分別把它們的值代人上式可得： QB=,同理得出其他回流比 R2和 R3的 QB分別如下： QB=， QB= 傳熱面積 A 求平均溫度 mt? 過熱蒸汽的溫度為 320℃， P= T:T1=320℃ → tw+50=+50=℃ T:℃ → ℃ t? :℃ 50℃ 故 Ctm ????? 1 1)50/ 1 0ln ( 1 0 傳熱面積 A 計算 因?qū)儆谝?— 汽傳熱，故可取 K=1000w/m2.℃， 26 1 11 0 0 0 109 0 5 mtKQAmB ?? ???? 同理可得 出其他回流比 R2和 R3的 A分別如下 : 過熱蒸汽的用量 過熱蒸汽經(jīng)過以下過程：從 320℃過熱蒸汽→飽和蒸汽（ ℃） → ℃的液體。 查手冊得 320℃時 H=, 飽和蒸汽焓 H=,℃時的液體焓 H=, 那么每克過熱蒸汽放熱 Q=()+()=一年的 QB總 =QB*t=*1000*3600*7200J=*1013J， 故一年的蒸汽用量 m: m=QB 總 /Q=*1013g=*107Kg=22900 噸 同理得出其他回流比 R2和 R3的過熱蒸汽一年的用量 QB總 分別如下： 30000 噸 和 33500 噸。 再沸器的選用 選一臺立式熱虹吸式再沸器， DN=400mm,熱換面積為 11m2,質(zhì)量 m=備一臺備用。 同理可得其他回流比 R2和 R3分別為： 選一臺立式熱虹吸式再沸器， DN=400mm,熱換面積為 11m2,質(zhì)量 m=備一臺備用。 選一臺立式熱虹吸式再沸器， DN=400mm,熱換面積為 14m2,質(zhì)量 m=備一臺備用。 19 先用塔底產(chǎn)品預(yù)熱，再用過熱蒸汽預(yù)熱。 求平均溫度 mt? 出料液溫度 : t : 35℃ → ℃ 過熱蒸汽溫度： T: 320 ℃ → ℃ 錯流傳熱 Ct m ????????? )()( 求比熱和傳熱的熱量 查手冊得 ℃的苯與甲苯的比熱并計算的混合物的比熱為： CP=*+*=℃ , 氣相 HA=,HB=523kj/kg 傳熱的熱量 Q1=mqCP* t? =**()/5=*104 J 由 XF=,查 yF= 氣相 Q2=m*4/5*(*+*523)=562KJ 故 Q=Q1+Q2=596KJ 塔底產(chǎn)品預(yù)熱給的熱量 出料液溫度 : t : ℃ → 45℃ KgKJIKgKJI LWLW /,/ ?? ?? W=，那么塔底產(chǎn)品每秒放出熱量為： KJIIWQ LWLW )()(* ?????? ?? 那么每秒還要過熱蒸汽給原料供熱為 Q： = 傳熱面積和過熱蒸汽的用量計算 同樣取 K=1000w/m2.℃ 故 25 6 91 0 0 0 103 4 4 mtKQA m ?? ???? 熱蒸汽每秒的用量 Q1=Q/()= 故一年用量為 :*3600*7200= 萬噸 /年 預(yù)熱器選用 選用一臺固定管板式換熱器 JB/T471592， DN=219mm , 換熱面積 A= ,管束 N=1,管數(shù) n=33 ，且準(zhǔn)備一臺備用。 塔釜產(chǎn)品冷卻器 因?qū)儆谝?— 液傳熱，故依經(jīng)驗值可取 K=600w/m2.℃ 產(chǎn)品溫度 t : 45℃ → 35 ℃ 冷卻水的溫度 t: 45℃ ← 25 ℃ Ct m ????????? 2545 3545ln)2545()3545( ??t 4525=20℃ 查得 KgKJI LW / 545 ?? KgKJI LD /115? KgKJI LW / 0035 ?? KgKJI LA / ?? CP=?45I =, ?35I = 20 熱量 Q=m*( ?45I ?35I )=*= 冷水每秒的用量 m=Q/( t? *CP)=25200/(20*)= 傳熱面積 A=Q/(K* mt? )=25200/(600*)= 冷卻器的選用： 選用一臺固定管板式換熱器 JB/T471592， DN=219mm , 換熱面積 A= ,管束 N=1,管數(shù) n=33 ，且準(zhǔn)備一臺備用。 五 .經(jīng)濟(jì)估算 塔主要設(shè)備經(jīng)費計算（ R1為例） 塔壁面積計算 除倆端得封頭外，塔體的高度 h=HB+HD+Z=++= D= 故塔體截面積面積 =AT= 塔壁 S=A*h=*= 查得封頭的面積 A1=2*= 故總面積 A 總 = 塔板面積計算 塔板面積 A=AT*塔板數(shù) =*34= 主要塔設(shè)備費用計算 依前面可知，全凝器傳熱面積