【導讀】選題有一定的理論意義與實踐價值，必須與所學專業(yè)相關。主題明確，思路清晰。格式規(guī)范，嚴格按系部制定的論文格式模板調(diào)整格式。所有學生必須在5月15日之前交論文初稿。精餾是利用混合液中各組分揮發(fā)度不同而達到分離要求的一種單元操作。述了設計的各部分內(nèi)容，計算貫穿在整個設計中。本設計包括蒸餾技術的概述、精餾塔工藝尺寸的

　　

【正文】 ??????? 則根據(jù)點（ ,4114）和（ 10,3677）兩點在負荷性能圖上可作出液沫夾帶線，如圖中 4。 液泛線 取第一點為設計點 h3L ? ， ? ， ?? 已求得 液注m5r ??? 由 20Pd 0h h ( ) 0 . 6 4 0 . 0 62 gL l uh gC?? ?? ? ? ? ? ）取值為（ .50)( ?? wTd hHH ?? 可得 )(.50 ?????? ）（wTd hHH 則 250( ) 0 . 6 4 0 . 0 6 0 . 0 6 8 . 3 9 1 0 0 . 4 6 62g oLugC? ? ?? ? ? ? ? ?，又 ? 解得 0 ? 則 hmAu 300g 3 5 63 6 0 00 2 9 ????? 第二點取液體流量為 hm3L 10V ? ， ? 則， dP ????? dLh?) 360010()( 3220r ???????? hlVwL 化工系畢業(yè)設計 20 又由 0d 0 3H ( ) 0 . 6 4 0 . 0 7 0 7 0 . 0 7 0 7 1 . 2 9 1 0 0 . 4 6 62 g L ugC? ? ?? ? ? ? ? ? ? 解得 03003 0 . 9 4 3 0 . 9 4 0 . 0 2 9 4 3 6 0 0 3 2 7 5gu m sV u A m h?? ? ? ? ? 由（ ,3357）和（ 10,3275）兩點在負荷性能上可作出液泛線，如圖中 5。 塔板工作線 在負荷性能圖上作出斜率為 1 4 4 9 .0 8 5 8 7 .8 72 .5 5V gVl ??的直線 OAB,即為塔板工作線，該線與流體力學上下限線相交于 A、 B 兩點，讀出 A、 B 兩點的縱坐標值為 ? ? ? ?? ?? ?m i n m axm axm i n3370= 2 .6 31280ggggVVVV ??和 由 此 可 求 出 塔 板 操 作 彈 性即 操 作 彈 性 圖 3— 4 精餾塔 負荷性能圖 化工系畢業(yè)設計 21 篩板塔工藝設計計算結果匯總 表 3— 1 工藝設 計計算結果 序號 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) (精餾段 /提餾段） 1 平均溫度 tm ℃ 108 2 平均壓力 P kPa 3 氣相流量 Vs m3 /s 4 液相流量 Ls m3 /h 5 實際塔板數(shù) Nt 17 6 有效高度 Z m 7 塔徑 D m 8 板間距 HT m 9 溢流形式（降液管） 單溢流弓形 10 堰長 lw m 11 堰高 hw m 12 板上液層高度 hl m 13 堰上液層高度 how m 14 底隙高度 ho m 15 安定區(qū)高度 Wd m 16 邊緣區(qū)高度 Wc m 17 開孔區(qū)面積 Ao m2 18 篩孔直徑 do m 19 篩孔數(shù)目 N 1351 20 孔中心距 t m 21 開孔率 Φ 22 空塔氣速 U m3 /s 23 篩孔氣速 Uo m3 /s 24 穩(wěn)定系數(shù) K 25 停留時間 θ S 26 負荷上限 m3 /s 27 負荷下限 m3 /s 28 液沫夾帶 ev Kg 液 /kg 氣 29 氣相負荷上限 Vs(max) m3 /s 3370 化工系畢業(yè)設計 22 30 氣相負荷下限 Vs(min) m3 /s 1280 31 操作彈性 j 精餾塔塔體材料、壁厚和強度校核 精餾塔塔體材料的選擇 因為本設計的操作壓力是常壓（即 ），工作溫度為 83~℃ ，并且所要分離的物質(zhì)是苯和乙苯，對材料的腐蝕性不大，考慮使用年限及強度要求在滿足條件的材料中選擇 345QR。 封頭的選型依據(jù)，材料及尺寸規(guī)格 封頭的選型依據(jù) 封頭的選型：標準的橢圓封頭 選型依據(jù)：從工藝操作考慮，對封頭形狀無特殊要求。球冠形封頭、平板封頭都存在較大的邊緣應力，且采用平板封頭厚度較大，故不宜采用。理論上應對各種凸形封頭進行計算、比較后，再確定封頭形狀。但由定性分析可知：半球形封頭受 力最好，壁厚最薄，但深度大，制造較難，中、低壓小設備不宜采用；碟形封頭的深度可通過過渡半徑 r加以調(diào)節(jié)，但由于碟形封頭母線曲率不連續(xù)，存在局部應力，故受力不如橢圓形封頭；標準橢圓形封頭制造比較容易，受力狀況比碟形封頭好，故可采用標準橢圓形封頭。 封頭材料的選擇 封頭材料： 345QR 封頭的高 因為長軸：短軸 =2 即： 22iiDh? 化工系畢業(yè)設計 23 所以 1000 25044ii Dh mm? ? ? 其中 iD —— 精餾塔的內(nèi)徑 ih —— 封頭的高 直邊高度為： 2 25h mm? （查 JB/T433795 可知） 封頭與塔身連接的法蘭 根據(jù)塔的工藝條、溫度、壓力、介質(zhì)及塔徑，確定采用甲型平焊法蘭。板 材為 345QR，按公稱壓力為 來確定其尺寸。 由于操作壓力不高（常壓），可采用平面型密封面（見于《化工設備機械基礎》表141），墊片材料選用 石棉橡膠板，經(jīng)查資料（《化工設備機械基礎》表 143）得墊片寬度為 20mm。 甲型平焊法蘭的各尺寸經(jīng)查資料（《化工設備機械基礎》附表 101）可得，繪于下圖中，連接螺栓為 M20，共 36 個，螺母材料為 235QA。 精餾塔的塔板類型選擇 塔板類型：溢流式篩板塔 依據(jù)：篩板塔操作時液體橫過塔板，可以使氣液組分充分接觸，提高分離效率。 塔盤類型選擇 采用分塊式塔盤 依據(jù)：塔盤板的類型與塔徑有關：直徑為 300~900mm 的板式塔采用整塊式塔盤塔體采用分段結構，從塔段的兩段將 塔盤安裝在塔段內(nèi)，塔體上無需開人孔；當直徑大于 900mm時，應采用分塊式塔盤，塔體上開設人孔，塔盤的拆裝均在塔內(nèi)進行，塔體一般不分段，為整體焊接結構。 本設計中塔內(nèi)徑 1000iD mm? ，故采用分塊式塔盤。 降液管的形式 采用弓形降液管 依據(jù)：因為弓形降液管具有較大的降液面積 ，氣液分離效果好，降液能力大。 受液盤的設計 采用凹形受液盤 依據(jù)：因為它可保證液體采出側線滿液，即使在高蒸汽流速和低液體流量下仍能保證液化工系畢業(yè)設計 24 封，對流出降液管的液體有緩沖作用，減少對塔盤入口區(qū)的沖擊力。 液封盤的設計 在塔最低一層塔盤的降液管末端應攝液封盤，以保證降液管出口處的液封，液封盤上開有淚孔，供停車時排盡液體。 塔體人孔的設計 人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。根據(jù)精餾塔是在常溫常壓的條件 下工作，人孔標準應按公稱壓力為常壓的等級選取。從人孔類型系列標準可知，該人孔標記為： HG2151595 人孔 FSⅡⅢ （ ） 450常壓 公稱直徑 DN=450mm 人孔數(shù)： 每隔 5 層塔板開一人孔，則人孔數(shù)： 171 1 255Tp Nn ? ? ? ? ? 支座設計 選型：圓筒型裙 座 依據(jù)：圓筒形裙座制作方便，經(jīng)濟上合理，應用廣泛。 材料： 345QR 除沫器的設計 采用絲網(wǎng)除沫器 依據(jù)：絲網(wǎng)除沫器具有比表面積大，重量輕，空隙率大以及使用方便等優(yōu)點。特別是它具有除沫效率高，壓力降小的特點，因而是應用最廣泛的除沫裝置。合理的氣速食除沫器取的較高的除沫效率的重要因素。實際使用中常用的設計氣速取 1~3m/s。絲網(wǎng)層的厚度按工藝條件由試驗確定。當金屬絲直徑為 ~，網(wǎng)層重度為 480~5300 3/Nm，在上述適宜氣速下，絲網(wǎng)層的畜液厚度為 25~50mm，此時取絲網(wǎng)厚度為 100~150mm，可獲得較好的沫效果。 塔體各接管設計 表 4— 1 接管長度 h（ mm） 公稱直徑 DN 不保溫設備接管長 保溫設備接管長 使用公稱壓力（ MPa） 15 80 130 4 20~50 100 150 70~350 150 200 70~500 （見化工設備機械基礎表 1421） (a) 進料管 由工藝計算部分知在泡點溫度 ? ℃ 時，液相平均密度 kg m? ? 化工系畢業(yè)設計 25 液相平均千摩爾質(zhì)量： ( 1 ) 0 . 4 5 7 8 0 . 5 5 1 0 6 9 3 . 4F F A F BM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? 則進料體積流量： 353 .7 1 93 .4 0. 00 1781 0. 37 36 00Fsf LFMV m s? ?? ? ?? 取適宜的輸送速度 /fu m s? ， 故管直徑 ： 4 4 0 . 0 0 1 7 0 . 0 3 33 . 1 4 2sfVdmu? ?? ? ?? 經(jīng)圓整選取碳鋼管，規(guī)格： 38 ?? ,材料 345QR ， 實際管內(nèi)流速： 224 4 0 . 0 0 1 7 1 . 5 03 . 1 4 0 . 0 3 8sff Vu m sd? ?? ? ?? 設保溫層，所以查表知接管長度： 150h mm? 該管配用的法蘭型式為： HG 20592 法蘭 PL32— RF 16MnⅢ 。 (b) 釜殘液出料管 釜底液相平均密度： 39。311 ( 1 ) 0. 05 81 2 0. 95 81 7A A A B k g mxx? ??? ? ?? ? ? 釜底液相平均千摩爾質(zhì)量： ( 1 ) 0 . 0 5 7 8 0 . 9 5 1 0 6 1 0 4 . 6W W A W BM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? 釜殘液的體積流量： 339。 3 0 . 6 1 1 0 4 . 6 0 . 0 0 1 18 1 9 . 6 7 3 6 0 0Wsw WMV m s? ?? ? ?? 取適宜的輸送速度： /fu m s? 則管徑： 4 4 0 . 0 0 1 1 0 . 0 33 . 1 4 1 . 5swVdmu? ?? ? ?? 經(jīng)圓整選取低合金鋼管，規(guī)格： 32 ?? ，材料 345QR ， 實際管內(nèi)流速： 24 0 .0 0 1 1 1 .5 63 .1 4 0 .0 3 2wu m s???? 不設保溫層，所以查表知接管長度： 100h mm? 該管配用的法蘭型式為： HG 20592 法蘭 PL32— RF 16MnⅢ。 (c) 回流液管 化工系畢業(yè)設計 26 回流液體積流量： 383 .5 85 32 .3 47 2 0. 00 09 4 /80 2. 36 5 36 00LsL LLMV m s? ?? ? ?? 利 用 液 體 的 重 力 進 行 回 流 ， 取 適 宜 的 回 流 速 度 /lu m s? 那么4 4 0 . 0 0 0 9 40 . 0 4 8 93 . 1 4 0 . 5slVdmu? ?? ? ?? 經(jīng)圓整選取低合金鋼管（ GB816387），規(guī)格： 57 3mm? ? ，材料 345QR， 則實際管內(nèi)流速： 24 094 / 1lu m s???? 不設保溫層，所以查表知接管長度： 100h mm? 。 該管配用的法蘭型式為： HG 20592 法蘭 PL50— RF 16MnⅢ。 (d)塔頂上升蒸汽管 由工藝計算部分知塔頂物料平均千摩爾質(zhì)量 7 8 .5 6DM kg kmol? 塔頂氣相平均密度 kg m? ? 精餾段內(nèi)每塊塔板上升的氣體量： kmol h? 塔頂上升蒸汽的體積流量： 34 9 . 4 3 7 8 . 5 6 0 . 4 0 22 . 6 8 3 6 0 0DsvgVMV m s? ?? ? ?? 取適宜的速度 25vu ms? 則管徑 4 4 0 . 4 0 2 0 . 1 4 33 . 1 4 2 5svvVdmu? ?? ? ?? 經(jīng)圓整選取低合金管，規(guī)格： 159 ?? ，材料 345QR， 實際管內(nèi)流速： 24 0. 40 2 20 .2 63. 14 0. 15 9svu m s???? 不設保溫層，所以查表知接管長度： 150h mm? 。 該管配用的法蘭型式為： HG 20592 法蘭 PL150— RF 16MnⅢ。