【導(dǎo)讀】止，從塔頂開始數(shù)完整梯級個數(shù)N，最后一個梯級按有效線段比例a來算，則總理論板=N+a塊。答：根據(jù)精餾段的氣液相體積流率來計算最大氣速umax,首先需要查取史密斯關(guān)聯(lián)圖來確定C20,需使得u/umax介于—之間。設(shè)計，對設(shè)計內(nèi)容熟悉。塔板的負(fù)荷性能圖由液相負(fù)荷下限線、液相負(fù)荷上限線、漏。液線、液沫夾帶線和溢流液泛線確定。8塔的結(jié)構(gòu)確定，包括塔體結(jié)構(gòu)與塔板結(jié)構(gòu)。10精餾塔各接管尺寸的確定。11繪制精餾塔系統(tǒng)工藝流程圖。12繪制精餾塔裝配圖。14計算機要求：EXCEL表格作圖、CAD繪圖等。15英語要求：撰寫英文摘要。16設(shè)計說明書要求：邏輯清楚，層次分明，書寫工整，獨立完成。任務(wù)）,直接蒸汽加熱。生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的質(zhì)量要求見下表。工作日：每年300天，每天24小時。6設(shè)計小結(jié)及答辯~品甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，塔釜中甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%。通過全塔物料衡算、塔體工藝尺寸計算、浮閥板板工藝尺寸計算，

　　

【正文】 下的液相粘度 mPas 表 各板相對揮發(fā)度表 X? Y? ? X? Y? ? (1） 精餾段： 1 0 2 1 4 5 9 0 ???????? 精餾段平均溫度： Cttt fd ?????? 2 8 7 0 6 1 在圖 中查的，該溫度下甲醇在液相組成為 1x =。 數(shù)據(jù)手冊中內(nèi)插得該溫度下甲醇的黏度 smpaA ?? ? ，水的粘度 smpaB ?? ? ； sm p axx BAL ????? 3 1 )1( 11111 ??? 塔板效率： )( ?? ?LTE ?? 實際塔板數(shù)： 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 18 ???? ttp ENN 故精餾段實際塔板數(shù)為 13 塊。 (2） 提餾段： sm p a ?????? ? 提餾段平均溫度： Cttt fw ?????? 8 1 7 0 1 2 在圖 中查的，該溫度下甲醇在 液相組成為 ?x 。 數(shù)據(jù)手冊中內(nèi)插得該溫度下甲醇的黏度 pasmA ?? ? ，水的粘度 smpaB ?? ? ； ???? )1( 22222 xx BAL ??? smpa? 塔板效率： 4 5 )( ?? ?LTE ?? 實際塔板數(shù)： ???? ttP ENN 2181321 ????? ppp NNN 塊，加料板位于第 14塊。 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計算 操作壓力計算 塔頂操作壓力： 4 kP aDP ? ? ?； 每層塔板壓降： ?? ； 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 19 進(jìn)料板的壓力： ?FP k ??? 塔底的壓力： ?WP k ??? (1）精餾段平均壓力： k p aPPP FDm ??? (2）提餾段平均壓力： ??? 22 WFm PPP 操作溫度計算 塔頂溫度： CtD ?? ； 進(jìn)料板的溫度： CtF ?? ； 塔底的溫 度： Ctw ?? (1）精餾段平均溫度： Cttt FDm ???? (2）提餾段平均溫度： Cttt WFm ???? 8 1 查圖 可得，當(dāng)精餾段溫度為 tm1時， x=,y= 當(dāng)提餾段溫度為 tm2時， x=,y= 平均摩爾質(zhì)量計算 塔頂 平均摩爾質(zhì)量： k m o lkgMxMxM bdadLd /5 4 *)1(* ???? k m o lkgMyMyM bdadVd /8 6 *)1(* ???? 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量： k m o lkgMxMxM bfafLf /4 2 *)1(* ???? k m o lkgMyMyM bfafVf /4 6 *)1(* ???? 塔底平均摩爾質(zhì)量： k m o lkgMxMxM bwawLw /1 6 *)1(* ???? k m o lkgMyMyM bwaww /0 4 *)1(*v ???? 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 20 (1）精餾段平均摩爾質(zhì)量： k m o lkgMMM LfLdLm / ??? k m o lkgMMM fVVdVm / ??? (2）提餾段平均摩爾質(zhì)量： k m o lkgMMM LwLfLm /2 9 ??? k m o lkgMMM VwVfVm / ??? 平均密度計算 氣相平均密度計算：由理想氣體狀態(tài)方程，即 精餾段 31111 /)( mkgRTMPmVmmVm ??? ???? 提餾段 32222 /9 0 ) 7 38 1 (1 3 2 5 1 7 mkgRT MPmVmmVm ??? ???? 液相平均密度計算： ?? iiLm ??? /1 注： i? —— 為該物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 塔頂平均密 度計算：由塔頂溫度 CtD ?? ，查手冊得 3/ mkgA ?? ，3/ mkgB ?? 質(zhì)量分?jǐn)?shù)： ?D? 3//)1(/ 1 mkgBDADL Dm ???? ????? 進(jìn)料板平均密度計算：由進(jìn)料溫度 CtF ?? ，查手冊得 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 21 3/ mkgA ?? ， 3/ mkgB ?? 質(zhì)量分?jǐn)?shù)： ???? ??F? 3//)1(/ 1 mkgBFAFL F m ???? ????? (1)精餾段平均密度： 3/9 3 0 62/)3 9 5 34 6 6 0(2)(1 mkgL F mL D mLm ????? ??? (2)提餾段平均密度： 提餾段平均密度計算：由提餾段平均溫度 Ctm ?? ，查手冊得3/ mkgA ?? ， 3/ mkgB ?? 質(zhì)量分?jǐn)?shù)： ???? ??w? 3//)1(/ 1 mkgBWAWL W m ???? ????? 液體平均表面張力圖 t 汽化熱 密度 熱容 表面張力 /達(dá)因 /厘米 50 8702 60 8516 70 8321 80 8116 90 7903 100 7679 有內(nèi)插法得，當(dāng) 精餾段溫度為 tm1， x=,y= 時 mmNA /?? mmNB /?? 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 22 mmNxx BAL D m /)1( ???? ??? 當(dāng)提餾段溫度為 tm2， x=,y= 時 mmNA /?? mmNB /?? mmNxx BAL V m /)1( ???? ??? 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 塔徑計算 (1） 精餾段 精餾段的氣、液相體積流率為： smLMLsmVMVLmLmSvmvmS/ 6 0 0 6 0 0/ 6 0 0 6 0 03311311?????????????? )39。39。( 2/139。39。 ?vlhhVL ?? ，取 mHT ? ，板上清液高度 mhL ? ,則?? LT hH 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 ?C 0 8 0 )20( 39。20 ?? LCC ? smu / a x ???? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smuu / m a x ?? muVD S ????? ?? 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 23 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： D= 截塔面積為： smDAT / 22 ?? ? 實際空塔氣速： smAVu TS / ???（ ),(m a x ??uu ） (2）提餾段 提餾段的氣、液相體積流率為： smMLLsmMVVLmLmSvmvmS/ 6 0 0 3 6 9 6 0 0/ 6 0 0 8 2 6 6 0 03322322?????????????? )39。39。( 2/139。39。 ?vlhhVL ?? ，取 mHT ? ，板上清液高度 mhL ? ,則?? LT hH 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 ?C 0 7 )20( 39。20 ?? LCC ? smu /3 8 3 9 3 4 1 80 7 a x ???? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smuu / m a x ?? muVD S ????? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： D= 截塔面積為： smDAT / 22 ?? ? 實際空塔氣速： smAVu TS / ???（ ),( 7 m a x ???uu ） 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 24 精餾塔有效高度計算 精餾段有效高度為： ? ? ? ? 5 . 6 m0 . ???????? THNZ 精精 提 餾 段有效高度為： ? ? ? ? 3 . 2 m0 . ???????? THNZ 提提 在進(jìn)料板 、塔頂、塔底各 開一 人 孔，其高度為 ， 故精餾塔的有效高度為： Z=Z 精 +Z 提 +3= 第 4 章 塔板工藝尺寸計算 精餾段塔板工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹型受液盤。各項計算如下： 堰長 wl 取 mDlw ?? 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 25 溢流堰高度 owh 由 w L owh h h??，根據(jù)經(jīng)驗取 E=1，堰上液層高度： mlLE whw ) (11000 )(1000 3/233/2o ???????? 所以選用平直堰 ,取板上清液層高度 mm60h ?L ，故 m0 4 1 ????? owLw hh 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 ? 查 弓 形 降 液 管 參 數(shù) 圖 得 ： TAA ? ； ?D 2f 1 5 5 mAA T ???? d ???? D 驗算液體在降液管中停留時間 ,即： ssL HA T 6 0 0100 8 6 0 03 6 0 0 3h f ???? ???? ?? 故降液管設(shè)計合理。 降液管底隙高度 0h 取 sm/ ? ，則 30 ???? ??? mmmhw 60 2 2 4 0 ????? 故降液管底隙高度設(shè)計合理，選用凹形受液盤，深度 mmw 100h 39。 ? 。 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 26 塔板設(shè)計 塔板分塊 因為 D=1600mm，故塔板采用分塊式，且分三塊。 邊緣區(qū)寬度確定 取 mwss 39。 ?? ， mwc ? 鼓泡區(qū)面積的計算 鼓泡區(qū)面積 aA 計算： 5 5 ) 7 (2/)(2/ ??????? sd wwDx 2222122215 0 )1 8 0 5 5 (2)s i n1 8 0(25 5 r c s i ns i nmrxrxrxArxwDrac????????????????????浮閥的形式有很多種，采用 F1型重閥，直徑均 0d ? smFu /.10F??????。 閥孔數(shù)目 個。 2 2 2 8u42 ??? d Vsn ? 浮閥按等腰三角形排列 取三角形底邊為 ： 90mm 排列后，實際孔數(shù)為 218 個 / V s 2???。 。 smu ? 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 27 圖 開孔率為： %) 3 (2 1 8)( 22 ???? Ddn 。? 提餾段塔板工藝尺寸設(shè)計 溢流裝置計算 因塔徑 D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹型受液盤。各項計算如下： 堰長 wl 取 mDlw ?? 溢流堰高度 owh 由 w L owh h h??，堰上液層高度： 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 28 mlLE whw ) (11000 )(1000 3/233/2o ???????? 所 以 選 用 平 直 堰 , 取 板 上 清 液 層 高 度 mm90h ?L ，故m0 7 1 1 8 ????? owLw hh 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 由 ? 查弓形降液管參數(shù)圖得： TAA ? ； ?D 2f mAA T ???? d ???? D 驗算液體在降液管中停留時間 ,即： ssL HA T 3h f ???? ???? ?? 故降液管設(shè)計合理。 降液管底隙高度 0h 39。00 3600 ulLh wh? 取 sm/ ? ，則 30 ???? ??? mmmhw 60 1 4 5 7 1 0 ????? 故降液管底隙高度設(shè)計合理，選用凹形受液盤，深度 mmw 100h 39。 ? 。 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 29 塔板設(shè)計 塔板分塊 因為 D=1600mm，故塔板采用分塊式。 邊緣區(qū)寬度確定 取 mwss 39。 ?? ， mwc ? 鼓泡區(qū)面積的計算 鼓泡區(qū)面積 aA 計算： 5 5 ) 7 (2/)(2/ ??????? sd wwDx 2222122215 0 1 )1 8 0 5 5 (2)s i n1 8 0(25 5 r c s i ns i nmrxrxrxArxwDrac???????????????????? 篩孔計算及其排列 浮閥的形式有很多種，采用 F1型重閥，直徑均 0d ? smFu /.10F??????。 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計 30 閥孔數(shù)目 個。 2 2 2 8u4 2 ??? d Vsn ? 浮閥按等腰三角形排列 取三角形底邊為 ： 90mm 排列后，實際孔數(shù)為 218 個 / V s 2???。 。 smu ? 圖 開孔率為： %) 3 (2 1 8)( 22 ???? Ddn 。? 精餾段 武漢工程大學(xué)化工原理課程設(shè)計