【導(dǎo)讀】學(xué)》，《化工制圖》等）所學(xué)知識(shí)，完成一個(gè)單元設(shè)備設(shè)計(jì)為主的一次性實(shí)踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，在整個(gè)教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)。本設(shè)計(jì)的題目是苯——甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)，即需設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔用。此外，還要求不易堵塞、上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過(guò)板上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層。我國(guó)對(duì)篩板的應(yīng)用日益增多，所以在本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)該種塔型。塔頂產(chǎn)品由塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫。確定全塔理論塔板數(shù)以及精餾段和提餾段各自的理論塔板數(shù)。ET，求得全塔、精餾段、提餾段的實(shí)際塔板數(shù)，確定加料板位置。采用板式塔，板型為篩板塔。畫(huà)出精餾段或提餾段某塊的負(fù)荷性能圖。高位槽以一次加滿(mǎn)再加一定裕量來(lái)確定其容積。

　　

【正文】 孔間距 t mm 15 15 第 39 頁(yè) 共 52 頁(yè) 開(kāi)孔面積 0A 2m 篩孔氣速 0u 1?? sm 塔板壓降 Pp? kPa 降液管內(nèi)清液層高度 dH m 穩(wěn)定系數(shù) K 負(fù)荷上限 霧沫夾帶控制 霧沫夾帶控制 負(fù)荷下限 漏液控制 漏液控制 霧沫夾帶 Ve kg液 /kg氣 氣相負(fù)荷 max,sV 13 ?? sm 氣相負(fù)荷 min,sV 13 ?? sm 操作彈性 第 40 頁(yè) 共 52 頁(yè) 五 板式塔的結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 接管 (1) 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、 T 形進(jìn)料管。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。 0 3 ??? hkm olF ， ??? kmo lkgM F ， 3, 0 2 ??? mkgmFL? 體積流量 13, ?????? hmFMVmFLFF ? 管內(nèi)流速 ??? smu F ，則 管徑mmmuVdFF 3600/?????? ?查表取 ?? (2) 回流 管 采用直管回流 管 ,回流管的回流量 ??? hkm olD ??? kmo lkgM D ， 3, 1 4 ??? mkgmDL? 體積流量 13, ?????? hmDMVmDLDD ? 管內(nèi)流速 ??? smu R ，則 管徑mmmuVdRD 3600/?????? ?查表取 mm345 ?? 第 41 頁(yè) 共 52 頁(yè) (3) 塔釜出料管 ??? hkm olW ， ??? kmolkgM W ， 3, 8 1 ??? mkgmWL? 體積流量 13, ?????? hmWMVmWLWW ? 管內(nèi)流速 ??? smuW ，則 管徑mmmuVdWW 3600/?????? ?查表取 mm345 ?? (4) 塔頂蒸汽出料管 8 7 ??? hkm olV ， 1, ??? km o lkgMmDV，3, )( ????? ??? mkgRTMpDDVDDV mm? 體積流量 13, ?????? hmVMVmmDVDVV ? 管內(nèi) 氣 速 120 ??? smu ，則 管徑mmmuVd V 3600/?????? ?查表取 mm10356 ?? (5) 塔釜進(jìn)氣管 8 7 ???? hkm olV ， 1, ??? km o lkgMmWV，3, )( ????? ??? mkgRTMpWWVWWV mm? 第 42 頁(yè) 共 52 頁(yè) 體積流量 13, ??????? hmMVVmmWVWVW ? 管內(nèi) 氣 速 120 ??? smu ，則 管徑mmmuVd W 3600/?????? ?查表取 mm10356 ?? 冷凝器 (1) 熱負(fù)荷 CQ 塔頂溫度 ℃?Dt ， 查該溫度下汽化潛熱 14 k m o lkJ100 7 8 ????苯r 14 k m o lkJ105 5 1 ????甲苯r 平均汽化潛熱為： 1k m o lkJ3 0 8 6 73 5 5 1 8)(3 0 7 8 ????????r 0 8 6 1 ????? ?VrQ C (2) 冷卻水用量 2mq 已知 冷凝水 ℃301 ?t ，取出口溫度 ℃452 ?t ， 水的比熱容 ℃)k J ( k ??pC 12 )3045( ???????? skgtC QqpCm (3) 總傳熱系數(shù) K 取傳熱系數(shù) )℃w (m8 0 0 2 ??K 第 43 頁(yè) 共 52 頁(yè) (4) 泡點(diǎn)回流時(shí)的平均溫差 mt? ℃ )()(ln2121 ??? ?????? ?????tt ttt m (5) 換熱面積 A 傳熱面積 23 .47800 mC ?? ???? (6) 冷凝器選型 查《化工原理上冊(cè)》書(shū)附錄十九選 固定 管板式換熱器的規(guī)格如下： 公稱(chēng) 直徑 mmD 500? ， 公稱(chēng)壓力 MPap ? ， 管程數(shù) 2?N ， 管數(shù) 256?n ， 中心排管數(shù) 18，管程流通面積 m ， 計(jì)算 換熱面積 mA ? ， 管長(zhǎng) mmL 4500? ， 管子排列方式：正三角形 再沸器 (1) 熱負(fù)荷 BQ 塔釜 溫度 ℃?Wt ， 14 k m o lkJ109 0 5 ????苯r 14 k m o lkJ103 4 5 ????甲苯r 1k m o lkJ3 3 3 4 93 3 4 5 2)0 2 3 (2 9 0 5 20 2 3 ????????r 7 3 8hkJ3 3 3 4 1 ?????? ?rVQ B 第 44 頁(yè) 共 52 頁(yè) (2) 加熱蒸汽用量 1mq 選用 2kgf/ (表壓 )，即 的飽和蒸汽加熱， 溫度為 ℃?T ， 1kgkJ2 1 5 2 ???r 11 ?????? skgrQq Bm 考慮 %10 的熱損失， 11 8 8 0 ????? skgq m (3) 平均溫差 mt? ℃ ?????? Wm tTt (4) 總傳熱系數(shù) K 取傳熱系數(shù) )℃w (m9 0 0 2 ??K (5) 換熱面積 A? 傳熱面積 23 mB ?? ????? 考慮 %10 的熱損失， mA ???? (6) 再沸器選型 查《化工原理上冊(cè)》書(shū)附錄十九選 固定 管板式換熱器的規(guī)格如下： 公稱(chēng) 直徑 mmD 450? ， 公稱(chēng)壓力 MPap ? ， 管程數(shù) 2?N ， 管數(shù) 220?n ， 中心排管數(shù) 16，管程流通面積 m ， 計(jì)算 換熱面積 mA ? ， 管長(zhǎng) mmL 6000? ， 管子排列方式：正三角形 第 45 頁(yè) 共 52 頁(yè) 板式塔結(jié)構(gòu) (1) 封頭 本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱(chēng)直徑 mmDN 1600? ，查得曲面高度mmh 4001 ? ， 直 邊高 度 mmh 400 ? ， 內(nèi)表 面積 mF ?封 ，容積 mV ?封 。選用封頭 61600 ?DN ， 1154JB 。 (2) 裙座 塔底采用裙座支撐，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式，為了支座方便，一般采用圓筒形。由于裙座內(nèi)徑mm800? ,故裙座壁厚取 mm16 。 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑： mmD bi 1 3 3 )1621 6 0 0( 3 ?????? 基礎(chǔ)環(huán)外徑： mmD bo 1 9 3 )1621 6 0 0( 3 ?????? 裙座高度 mDH ????裙 (3) 人孔 一般每隔 20~10 層塔板設(shè)一人孔。 本塔中共 23 塊板，設(shè)置 3 個(gè)人孔，塔頂和塔底一個(gè)，中部一個(gè)， 人孔直徑為 mm450 ，人孔處的板間距 為 mm600 ，人孔深入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓。 (4) 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），本塔塔頂空 間取 。 (5) 塔底空間 塔底空間指塔內(nèi)最下層塔底間距。其值由如下兩個(gè)因素決定。 第 46 頁(yè) 共 52 頁(yè) ①塔底駐液空間依貯存液量停留 min5~3 或更長(zhǎng)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 m2~1 的間距，大塔可大于此值。本塔取 。 (6) 塔高 mNHH T )(11 ????????? mHHHHHH ??????????? 封頂?shù)兹?加料泵 進(jìn)料口離水平面距離：? ? )( ????????? m 加料泵以每天工作 3 小時(shí)計(jì)（每班打 1 小時(shí)） ， 則體積流量：13, 70 00 0000 ???????? hmFVmFLF ? 功率 ：kWWh M gp S 1 7 1 7 53 6 0 8 3 ???????? 查《化工原理》附錄十七， 選 12580100 ??IS 型離心泵，其參數(shù)為 流量 13V m100q h?? ,揚(yáng)程 mH 20? ,效率 %78?? ，Kw7?軸N , mNPSH ? 高位槽 高位槽以一次加滿(mǎn)再加一定裕量來(lái)確定其容積 ， 8 小時(shí)原料處理量 3, 70 000 00 0 mFVmFL?????? ? 故 mVV ????高位槽 第 47 頁(yè) 共 52 頁(yè) 貯槽 貯槽容積按加滿(mǎn)一次可生產(chǎn) 10 天計(jì)算確定 ： 10 天 原料處理量 kgF 21212121033070000000 ??? 3, 0 2 ??? mkgmFL? 故 3, 2121212 mFVmFL??? ?貯槽 第 48 頁(yè) 共 52 頁(yè) 六 參考書(shū)目 [1]張新戰(zhàn)?化工單元過(guò)程及操作?北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998 [2]譚天恩 ,竇梅 ?化工原理 （第四版上下冊(cè)） ?北京： 化學(xué)工業(yè) 出版社， 20xx [3]柴誠(chéng)敬 ,劉國(guó)維?化工原理課程設(shè)計(jì)?天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社， 1994 [4]賈紹義 ,柴敬誠(chéng)?化工原理課程設(shè)計(jì)?天津：天津大學(xué)出版社， 20xx [5]陳均志，李雷?化工原理實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)?北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx [6]馬江權(quán)，冷一欣?化工原理課程設(shè)計(jì) （第二版） ?北京：中國(guó)石 化出版社， 20xx 第 49 頁(yè) 共 52 頁(yè) 七 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 本次課程設(shè)計(jì)通過(guò)給定的生產(chǎn)操作工藝條件自行設(shè)計(jì)一套苯 —— 甲 苯物系的分離的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。通過(guò) 近 兩周的努力， 經(jīng)過(guò) 復(fù) 雜的 計(jì)算和優(yōu)化，我 終于設(shè)計(jì)出一套較為完善的 塔板 式連續(xù)精餾塔設(shè)備。其各項(xiàng)操作性能指標(biāo)均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求，而且操作彈性大，生產(chǎn)能力強(qiáng)，達(dá)到了預(yù)期的目的 。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我經(jīng)歷并學(xué)到了很多知識(shí)，熟悉了大量課程內(nèi)容，懂得了許多做事方法，可謂是從中受益匪淺，我想這也許就是這門(mén)課程的最初本意。從接到課題并完成分組的那一刻起我就立 志要盡最大努力把它做全做好。首先，我去圖書(shū)館借閱了大量有關(guān)書(shū)籍，并從設(shè)計(jì)書(shū)上了解熟悉了設(shè)計(jì)的流程和方法。通過(guò)查閱資料 ， 我從對(duì)設(shè)計(jì)一無(wú)所知變得初曉門(mén)路，而進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和討論使我具備了完成設(shè)計(jì)的知識(shí)和方法，這使我對(duì)設(shè)計(jì)有了極大的信心，我確定了設(shè)計(jì)方案和具體流程及設(shè)計(jì)時(shí)間表，然后就進(jìn)入了 正式 的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中。 這次歷時(shí)近兩周的 課程設(shè)計(jì) 使 我把平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，使我對(duì)書(shū)本上所學(xué)理論知識(shí)有了進(jìn)一步的理解， 也使我自主學(xué)習(xí)了新的知識(shí)并在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用 。 此次 課程設(shè)計(jì) 也 給我提供了 很大 的發(fā)揮空間，我 積極 發(fā)揮主觀能動(dòng)性 獨(dú)立地去通過(guò)書(shū)籍、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據(jù) 和標(biāo)準(zhǔn) ，確定設(shè)計(jì)方案。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)提高了我們認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 最后，我們還要感謝 王洪林 老師在這次課程設(shè)計(jì)中給予我的敦促和指導(dǎo)工作。對(duì)于設(shè)計(jì)遇到的問(wèn)題 他 給予了我認(rèn)真明確耐心的指導(dǎo)，這極大的鼓勵(lì)了我完成設(shè)計(jì)的決心。 由于能力以及實(shí)踐還有許多不足，所以在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，難免有些不成熟和欠妥之處，希望老師能夠批評(píng)指正。 第 50 頁(yè) 共 52 頁(yè) 八 附錄 附錄一 板式塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 附錄二 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 第 51 頁(yè) 共 52 頁(yè) 第 52 頁(yè) 共 52 頁(yè)