【導讀】學》，《化工制圖》等）所學知識，完成一個單元設備設計為主的一次性實踐教學，是理論聯(lián)系實際的橋梁，在整個教學中起著培養(yǎng)學生能力的重要作用。在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到廣泛應用。發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉移，實現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據生產上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)。本設計的題目是苯——甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計，即需設計一個精餾塔用。此外，還要求不易堵塞、上升氣流經篩孔分散、鼓泡通過板上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層。我國對篩板的應用日益增多，所以在本設計中設計該種塔型。塔頂產品由塔頂產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、提餾段的實際塔板數(shù)，確定加料板位置。采用板式塔，板型為篩板塔。畫出精餾段或提餾段某塊的負荷性能圖。高位槽以一次加滿再加一定裕量來確定其容積。

　　

【正文】 孔間距 t mm 15 15 第 39 頁 共 52 頁 開孔面積 0A 2m 篩孔氣速 0u 1?? sm 塔板壓降 Pp? kPa 降液管內清液層高度 dH m 穩(wěn)定系數(shù) K 負荷上限 霧沫夾帶控制 霧沫夾帶控制 負荷下限 漏液控制 漏液控制 霧沫夾帶 Ve kg液 /kg氣 氣相負荷 max,sV 13 ?? sm 氣相負荷 min,sV 13 ?? sm 操作彈性 第 40 頁 共 52 頁 五 板式塔的結構與附屬設備 接管 (1) 進料管 進料管的結構類型很多，有直管進料管、彎管進料管、 T 形進料管。本設計采用直管進料管。 0 3 ??? hkm olF ， ??? kmo lkgM F ， 3, 0 2 ??? mkgmFL? 體積流量 13, ?????? hmFMVmFLFF ? 管內流速 ??? 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 ? 管內流速 ??? smu R ，則 管徑mmmuVdRD 3600/?????? ?查表取 mm345 ?? 第 41 頁 共 52 頁 (3) 塔釜出料管 ??? hkm olW ， ??? kmolkgM W ， 3, 8 1 ??? mkgmWL? 體積流量 13, ?????? hmWMVmWLWW ? 管內流速 ??? 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 氣 速 120 ??? smu ，則 管徑mmmuVd V 3600/?????? ?查表取 mm10356 ?? (5) 塔釜進氣管 8 7 ???? hkm olV ， 1, ??? km o lkgMmWV，3, )( ????? ??? mkgRTMpWWVWWV mm? 第 42 頁 共 52 頁 體積流量 13, ??????? hmMVVmmWVWVW ? 管內 氣 速 120 ??? smu ，則 管徑mmmuVd W 3600/?????? ?查表取 mm10356 ?? 冷凝器 (1) 熱負荷 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 共 52 頁 (4) 泡點回流時的平均溫差 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》書附錄十九選 固定 管板式換熱器的規(guī)格如下： 公稱 直徑 mmD 500? ， 公稱壓力 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 ， 計算 換熱面積 mA ? ， 管長 mmL 4500? ， 管子排列方式：正三角形 再沸器 (1) 熱負荷 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 共 52 頁 (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》書附錄十九選 固定 管板式換熱器的規(guī)格如下： 公稱 直徑 mmD 450? ， 公稱壓力 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 ， 計算 換熱面積 mA ? ， 管長 mmL 6000? ， 管子排列方式：正三角形 第 45 頁 共 52 頁 板式塔結構 (1) 封頭 本設計采用橢圓形封頭，由公稱直徑 mmDN 1600? ，查得曲面高度mmh 4001 ? ， 直 邊高 度 mmh 400 ? ， 內表 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，裙座的結構性能好，連接處產生的局部阻力小，所以它是塔設備的主要支座形式，為了支座方便，一般采用圓筒形。由于裙座內徑mm800? ,故裙座壁厚取 mm16 。 基礎環(huán)內徑： mmD bi 1 3 3 )1621 6 0 0( 3 ?????? 基礎環(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 層塔板設一人孔。 本塔中共 23 塊板，設置 3 個人孔，塔頂和塔底一個，中部一個， 人孔直徑為 mm450 ，人孔處的板間距 為 mm600 ，人孔深入塔內部應與塔內壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓。 (4) 塔頂空間 塔頂空間指塔內最上層塔板與塔頂?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 塔底空間指塔內最下層塔底間距。其值由如下兩個因素決定。 第 46 頁 共 52 頁 ①塔底駐液空間依貯存液量停留 min5~3 或更長時間（易結焦物料可縮短停留時間）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 進料口離水平面距離：? ? )( ????????? m 加料泵以每天工作 3 小時計（每班打 1 小時） ， 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?? ,揚程 mH 20? ,效率 %78?? ，Kw7?軸N , mNPSH ? 高位槽 高位槽以一次加滿再加一定裕量來確定其容積 ， 8 小時原料處理量 3, 70 000 00 0 mFVmFL?????? ? 故 mVV ????高位槽 第 47 頁 共 52 頁 貯槽 貯槽容積按加滿一次可生產 10 天計算確定 ： 10 天 原料處理量 kgF 21212121033070000000 ??? 3, 0 2 ??? mkgmFL? 故 3, 2121212 mFVmFL??? ?貯槽 第 48 頁 共 52 頁 六 參考書目 [1]張新戰(zhàn)?化工單元過程及操作?北京：化學工業(yè)出版社， 1998 [2]譚天恩 ,竇梅 ?化工原理 （第四版上下冊） ?北京： 化學工業(yè) 出版社， 20xx [3]柴誠敬 ,劉國維?化工原理課程設計?天津：天津科學技術出版社， 1994 [4]賈紹義 ,柴敬誠?化工原理課程設計?天津：天津大學出版社， 20xx [5]陳均志，李雷?化工原理實驗及課程設計?北京：化學工業(yè)出版社， 20xx [6]馬江權，冷一欣?化工原理課程設計 （第二版） ?北京：中國石 化出版社， 20xx 第 49 頁 共 52 頁 七 設計心得體會 本次課程設計通過給定的生產操作工藝條件自行設計一套苯 —— 甲 苯物系的分離的 塔板 式連續(xù)精餾塔設備。通過 近 兩周的努力， 經過 復 雜的 計算和優(yōu)化，我 終于設計出一套較為完善的 塔板 式連續(xù)精餾塔設備。其各項操作性能指標均能符合工藝生產技術要求，而且操作彈性大，生產能力強，達到了預期的目的 。 通過這次課程設計我經歷并學到了很多知識，熟悉了大量課程內容，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，我去圖書館借閱了大量有關書籍，并從設計書上了解熟悉了設計的流程和方法。通過查閱資料 ， 我從對設計一無所知變得初曉門路，而進一步的學習和討論使我具備了完成設計的知識和方法，這使我對設計有了極大的信心，我確定了設計方案和具體流程及設計時間表，然后就進入了 正式 的設計工作當中。 這次歷時近兩周的 課程設計 使 我把平時所學的理論知識運用到實踐中，使我對書本上所學理論知識有了進一步的理解， 也使我自主學習了新的知識并在設計中加以應用 。 此次 課程設計 也 給我提供了 很大 的發(fā)揮空間，我 積極 發(fā)揮主觀能動性 獨立地去通過書籍、網絡等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據 和標準 ，確定設計方案。通過這次課程設計提高了我們認識問題、分析問題、解決問題的能力。 最后，我們還要感謝 王洪林 老師在這次課程設計中給予我的敦促和指導工作。對于設計遇到的問題 他 給予了我認真明確耐心的指導，這極大的鼓勵了我完成設計的決心。 由于能力以及實踐還有許多不足，所以在整個設計過程中，難免有些不成熟和欠妥之處，希望老師能夠批評指正。 第 50 頁 共 52 頁 八 附錄 附錄一 板式塔結構簡圖 附錄二 帶控制點的工藝流程圖 第 51 頁 共 52 頁 第 52 頁 共 52 頁