【導(dǎo)讀】精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算………對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述和有關(guān)問題的討論……………塔底加熱蒸汽壓力（表壓）；本任務(wù)是分離苯—氯苯混合物。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器。加熱至泡點(diǎn)后送進(jìn)精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一。部分回流至塔內(nèi)，其余部分冷卻后送至儲(chǔ)物罐。該物系屬易分離物系，最小回流。比較小，故操作回流比取最小回流比的倍，且在常壓下操作。氯苯的摩爾質(zhì)量kmol/?由手冊(cè)查得苯—氯苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出x—y圖，見圖1。該點(diǎn)記為d，連接ad兩點(diǎn)即得精餾段操作線；在對(duì)角線上找到c點(diǎn)（，），連接cd兩點(diǎn)即得提餾段操作線。自a點(diǎn)開始在操作線和平衡線之間作階梯線?？偫碚摪鍖訑?shù))(12包括再沸器?提餾段實(shí)際板層數(shù)91-9.2????提餾段平均壓力20.39kPa12/)27.41113.38(2???③假設(shè)塔底的泡點(diǎn)溫度138?t，則純組分的飽和蒸氣壓為

　　

【正文】 ℃ ) 黏度： ? = 310? Pa s ②熱負(fù)荷計(jì)算 : ?Q M D r= 310 /3600= 510 W 冷卻水耗量 : 25331017 3512pc?? ??? ）（）（C QW C kg/s ③確定流體的流徑 該設(shè)計(jì)任務(wù)的熱流體為苯，冷流體為水，為使苯能通過殼壁面向 空氣中散熱，提高冷卻效果，令苯走殼程，水走管程 . 29 計(jì)算平均溫度 :暫按單殼程、雙管程考慮，先求逆流時(shí)平均溫度差 苯 T ? 冷卻水 t 33 ? 25 _______________________________________ △ t ttln ttt1212m ???? ???? ‘℃ ④計(jì)算 R 和 P: 0tt 12 21 ??? TTR ， P ttt 11 12 ??? T 查表得： 1t??? ，因 ,??t? 選單殼程可行。 39。m ???? ? mt t? ℃ ⑤選擇換熱器型號(hào) 由于兩流體溫差≈ 50℃ ,殼選用固定管板式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)（ JB/T471592） 選擇主要參數(shù)如下： 公稱直徑 DN 400mm 公稱壓力 NP 管程數(shù) pN 4 管子尺寸 ?? 管子根數(shù) n 94 管長(zhǎng) 6000mm 管中心距 32mm 中心排管數(shù) 11 管子排列方式 正三角形 管程流通面積 實(shí)際換熱面積 200 2 ??????? ）（）（ LS ? 選 K 值，估算傳熱面積 參照《化工流體流動(dòng)與傳熱》附錄二十六，初選取 K=310 W/( 2m ℃ ) 25m ?? ???? K QS 安全系數(shù)： %% ??? ，傳熱面積的裕度可滿足工 藝要求。 采用此換熱面積的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為： 30 172 5m00 ?????? S QK W/( 2m ℃ ) 驗(yàn)算： 7 23 1 039。 ???oKK，符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn) 十一、設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 物料衡算結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)值 備注 1 塔頂摩爾分?jǐn)?shù) Dx 1 2 塔頂平均摩爾 質(zhì)量 DM kg/kmol 氣相 液相 3 塔頂流量 D kmol/h 4 進(jìn)料摩爾分?jǐn)?shù) Fx 1 5 進(jìn)料液平均摩爾質(zhì)量 FM kg/kmol 氣相 液相 6 進(jìn)料流量 F kmol/h 7 塔釜摩爾分?jǐn)?shù) Wx 1 8 塔釜平均摩爾質(zhì)量 WM kmol/h 氣相 液相 9 塔釜產(chǎn)品流量 W 精餾塔工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 精餾段 提餾段 備注 1 每層塔板壓降 p? kPa ?TE 2 平均壓力 mp kPa 3 平均溫度 mt Co 4 平均粘度 m? smPa? 31 5 液相平均摩爾質(zhì)量 LmM kg/kmol 6 氣相平均摩爾質(zhì)量 VmM kg/kmol 7 液相平均密度 Lm? 3kg/m 8 氣相平均密度 Vm? 3kg/m 9 平均表面張力 Lm? mN/m 浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)值 備注 1 堰長(zhǎng) Wl m 精餾段和提餾段塔徑、堰高、降液管底隙高度進(jìn)行統(tǒng)一圓整，以便加工。 2 堰高 Wh m 3 弓形降液管界面積 fA m 4 弓形降液管寬度 dW m 5 降液管底隙高度 0h m 6 橫排孔心距 t? m 7 排間距 t m 8 浮閥數(shù) 0N 1 84 92 9 開孔率 ? % 接管尺寸計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 規(guī)格 材料 1 塔頂蒸氣出口管 ?? 熱軋無縫鋼管 2 塔頂回流液管 ?? 冷拔無縫鋼管 3 進(jìn)料管 ?? 冷拔無縫鋼管 32 4 塔釜出料管 ?? 冷拔無縫鋼管 5 加熱蒸氣進(jìn)口管 ?? 熱軋無縫鋼管 十二、對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述 ，制造維修方便，造價(jià)低。 ，計(jì)算時(shí)保留小數(shù)位數(shù)不同，采用近似計(jì)算等都會(huì)造成一定誤差，但作為工程上的初步計(jì)算，可認(rèn)為基本準(zhǔn)確合理。 ，在選材設(shè)計(jì)上參考了大量資料、手冊(cè)等，故計(jì)算結(jié)果可能近似或雷同。 、堰高、 降液管底隙高度進(jìn)行統(tǒng)一圓整，以便加工。 ，還有很多不足之處，望老師多多批評(píng)指正。 符號(hào)說明 fA —— 降液管面積， 2m ； TA —— 塔截面積， 2m ； C — 計(jì)算 maxV 時(shí)負(fù)荷系數(shù)，量綱為一； 20C —— 液體表面張力為 mmN/20 時(shí)的負(fù)荷因子，量綱為一； D —— 塔頂餾出液流量， hkmol/ ； D —— 塔徑， m ； 0d —— 篩孔直徑， mm ； E —— 液流收縮系數(shù)，量綱為一； F —— 進(jìn)料流量， hkmol/ ； g —— 重力加速度， 2/sm ； H —— 塔高， m 或 mm ； Th —— 板間距， m ； ch — 與干板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊合喔叨? th — 與氣相穿過板上液層高度壓強(qiáng)降 相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m ； Lh —— 板上液層高度， m ； 0h —— 降液管底隙高度， m ； owh —— 堰上液層高度， m ； ph — 與單板壓強(qiáng)降相當(dāng)液層高度， m ； wh —— 溢流堰高度， m ； ?h —— 與克服液體表面張力的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐?高度， m ； L —— 塔內(nèi)下降液體的流量， hkmol/ ； hL —— 液體流量， hm/3 ； sL —— 塔內(nèi)下降液體流量， sm/3 ； wl —— 溢流堰長(zhǎng)度， m ； N —— 塔板數(shù)； 33 N —— 實(shí)際塔板數(shù)； TN —— 理論塔板數(shù)； n —— 篩孔數(shù)，個(gè)； P —— 操作壓強(qiáng)， Pa 或 kPa ； P? —— 壓強(qiáng)降， Pa 或 kPa ； q —— 進(jìn)料熱狀況參數(shù)； R —— 回流比； t —— 篩板中心距， mm ； u —— 空塔氣速， sm/ ； 39。0u —— 降液管底隙處液體流速， sm/ ； au — 按開孔流通面積計(jì)算氣 速， sm/ ； 0u —— 篩板氣速， sm/ ； owu —— 漏液點(diǎn)氣速， sm/ ； V —— 塔內(nèi)上升蒸氣流量， hkmol/ ； sV —— 塔內(nèi)上升蒸氣流量， sm/3 ； W — 釜?dú)堃海ㄋ桩a(chǎn)品）流量， sm/3 ； cW —— 無效區(qū)邊緣寬度， m ； dW —— 弓形降液管寬度， m ； sW —— 安定區(qū)寬度， m ； x —— 液相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； y —— 氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； Z —— 塔有效高度， m ； n —— 塔板序號(hào)； 34 ? —— 相對(duì)揮發(fā)度，量綱為一； ? —— 篩孔流量系數(shù)的修正系數(shù) ? —— 篩板厚度， mm ； 0? —— 板上液層充氣系數(shù)，量綱為一； A —— 易揮發(fā)組分； B —— 難揮發(fā)組分； D —— 餾出液； F —— 原料液； h —— 小時(shí)； L? —— 液相密度， 3/mKg ； V? —— 氣相密度， 3/mKg ； ? — 液體表面張力， mN/ 或 mmN/ ； ? —— 時(shí)間， s ； ? —— 開孔率； ? —— 液體密度校正系數(shù)； i —— 組分序號(hào)； L —— 液相； m —— 平均； min —— 最?。? max —— 最大； 參考資 料 1.《化工流體流動(dòng)與傳熱》，化學(xué)工業(yè)出版社，柴誠敬、張國(guó)亮， 20xx 年 2.《化工傳質(zhì)與分離過程》，化學(xué)工業(yè)出版社，賈紹義、柴誠敬， 20xx 年 3.《化工原理課程設(shè)計(jì)》，天津大學(xué)出版社，賈紹義、柴誠敬， 20xx 年 4．《化工原理（下）》，天津大學(xué)出版社，夏清、陳常貴， 20xx 年 5．《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，盧煥章， 1982 年