【導(dǎo)讀】選題有一定的理論意義與實(shí)踐價(jià)值，必須與所學(xué)專業(yè)相關(guān)。主題明確，思路清晰。格式規(guī)范，嚴(yán)格按系部制定的論文格式模板調(diào)整格式。所有學(xué)生必須在5月15日之前交論文初稿。1學(xué)習(xí)態(tài)度努力學(xué)習(xí)，遵守紀(jì)律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，按期完成規(guī)定的任務(wù)。類信息并從中獲取新知識(shí)的能力。3工作量內(nèi)容充實(shí)，工作飽滿，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。精餾是利用混合液中各組分揮發(fā)度不同而達(dá)到分離要求的一種單元操作。述了設(shè)計(jì)的各部分內(nèi)容，計(jì)算貫穿在整個(gè)設(shè)計(jì)中。本設(shè)計(jì)包括蒸餾技術(shù)的概述、精餾塔工藝尺寸的

　　

【正文】 穩(wěn)定系數(shù) ow0 ???(~2) 故不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液現(xiàn)象。 由塔板校核結(jié)果可見，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇基本合理，所設(shè)計(jì)的各項(xiàng)尺寸可用。 漏液線 第一點(diǎn)取設(shè)計(jì)點(diǎn)的液體流量 hmVL ? ,故 smow ? ,于是相應(yīng)漏液點(diǎn)的氣體體積流量為 hmAuV ow 30g 5983 6 0 00 2 9 ????? . 第二點(diǎn)去液體流量為 h3m10 ,經(jīng)查流體收縮系數(shù)得 E= ）（ ?LV， 則 )( 32ow ???? 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 mhh oww 0 7 0 1 5 3 L ????? smhhCugLL )()(30ow??????????????? 故 hmAuV ow 30g ????? 由點(diǎn)（ ,598）和（ 10,）可作出漏液線 ，如圖中 1。 液體流量下限線 令 )(00 32 ??wLow lVE 則 hmlEVwL 33232 ) () ( ????? 在負(fù)荷性能圖上 hmVL ? 處作垂線即可得流量下限線，如圖中 2。 液體流量上限線 取降液管內(nèi)液體停留時(shí)間為 3s 則 hmHA T 3fL 360 360 0V ?????? 在負(fù)荷性能圖上 hm 3L ? 處作垂線即可得液 體流量上限線，如 圖中 3。 過量液沫夾帶線 第一點(diǎn)取設(shè)計(jì)點(diǎn) h3L ? 令 )( 39。6V ??????fT hHu? 解得 smhHfT 1639。 )() 02 ()() (u 1 ???????????? 則 hmAAu fT 339。g )()(V ??????? 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第二點(diǎn)取液體流量為 hm3L 10V ? ， ? mh L f ???? 則 smhHfT 1639。 )() 02 ()() (u 1 ???????????? 于是 hmAAu fT 339。g 36773600)()(V ??????? 則根據(jù)點(diǎn)（ ,4114）和（ 10,3677）兩點(diǎn)在負(fù)荷性能圖上可作出液沫夾帶線，如圖中 4。 液泛線 取第一點(diǎn)為設(shè)計(jì)點(diǎn) 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 ????? 第二點(diǎn)取液體流量為 hm3L 10V ? ， ? 則， dP ????? dLh?)0 . 0 4 3 20 . 7 360010(0 . 1 5 3)(0 . 1 5 3h 3220r ???????? hlVwL 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(diǎn)在負(fù)荷性能上可作出液泛線，如圖中 5。 塔板工作線 在負(fù)荷性能圖上作出 斜率為 V gVl ??的直線 OAB,即為塔板工作線，該線與流體力學(xué)上下限線相交于 A、 B 兩點(diǎn)，讀出 A、 B 兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)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(fù)荷性能圖 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 表 3— 1 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)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(shí)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(shí)間 θ S 26 負(fù)荷上限 m3 /s 27 負(fù)荷下限 m3 /s 28 液沫夾帶 ev Kg液 /kg氣 29 氣相負(fù)荷上限 Vs(max) m3 /s 3370 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 30 氣相負(fù)荷下限 Vs(min) m3 /s 1280 31 操作彈性 j 、壁厚和強(qiáng)度校核 精餾塔塔體材料的選擇 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)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(duì)材料的腐蝕性不大，考慮使用年限及強(qiáng)度要求在滿足條件的材料中選擇 345QR。 ，材料及尺寸規(guī)格 封頭的選型依據(jù) 封頭的選型：標(biāo)準(zhǔn)的橢圓封頭 選型依據(jù)：從工藝操作考慮，對(duì)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(yīng)力，且采用平板封頭厚度較大，故不宜采用。理論上應(yīng)對(duì)各種凸形封頭進(jìn)行計(jì)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(shè)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(yīng)力，故受力不如橢圓形封頭；標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。 封頭材料： 345QR 封頭的高 因?yàn)殚L軸：短軸 =2 即： 22iiDh? 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 所以 1000 25044ii Dh m m? ? ? 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(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表141），墊片材料選用石棉橡膠板，經(jīng)查資料（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》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(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》附表 101）可得，繪于下圖中，連接螺栓為 M20，共 36 個(gè)，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(shí)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(guān)：直徑為 300~900mm 的板式塔采用整塊式塔盤塔體采用分段結(jié)構(gòu)，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(dāng)直徑大于 900mm時(shí)，應(yīng)采用分塊式塔盤，塔體上開設(shè)人孔，塔盤的拆裝均在塔內(nèi)進(jìn)行，塔體一般不分段，為整體焊接結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)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?yàn)楣谓狄汗芫哂休^大的降液面積 ，氣液分離效果好，降液能力大。 受液盤的設(shè)計(jì) 采用凹形受液盤 依據(jù)：因?yàn)樗杀ＷC液體采出側(cè)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(shè)計(jì) 24 封，對(duì)流出降液管的液體有緩沖作用，減少對(duì)塔盤入口區(qū)的沖擊力。 液封盤的設(shè)計(jì) 在塔最低一層塔盤的降液管末端應(yīng)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(shí)排盡液體。 塔體人孔的設(shè)計(jì) 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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按公稱壓力為常 壓的等級(jí)選取。從人孔類型系列標(biāo)準(zhǔn)可知，該人孔標(biāo)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(shè)計(jì) 選型：圓筒型裙座 依據(jù)：圓筒形裙座制作方便，經(jīng)濟(jì)上合理，應(yīng)用廣泛。 材料： 345QR 除沫器的設(shè)計(jì) 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(diǎn)。特別是它具有除沫效率高，壓力降小的特點(diǎn)， 因而是應(yīng)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(shí)際使用中常用的設(shè)計(jì)氣速取 1~3m/s。絲網(wǎng)層的厚度按工藝條件由試驗(yàn)確定。當(dāng)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(shí)取絲網(wǎng)厚度為 100~150mm，可獲得較好的沫效果。 塔體各接管設(shè)計(jì) 表 4— 1 接管長度 h（ mm） 公稱直徑 DN 不保溫設(shè)備接管長 保溫設(shè)備接管長 使用公稱壓力（ MP a） 15 80 130 4 20~50 100 150 70~350 150 200 70~500 （見化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)表 1421） (a) 進(jìn)料管 由工藝計(jì)算部分知在泡點(diǎn)溫度 ? ℃ 時(shí)，液相平均密度 381 7L kg m? ? 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 mo l? ? ? ? ? ? ? ? 則進(jìn)料體積流量： 35 3 . 7 1 9 3 . 4 0 . 0 0 1 78 1 0 . 3 7 3 6 0 0Fsf 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(shí)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(shè)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?dú)堃撼隽瞎? 釜底液相平均密度： 39。311 8 1 9 . 6 7( 1 ) 0 . 0 5 8 1 2 0 . 9 5 8 1 7A A A B kg mxx? ??? ? ?? ? ? 釜底液相平均千摩爾質(zhì)量： ( 1 ) 5 78 5 106 104 .6W W A W BM x M x M k g k mol? ? ? ? ? ? ? ? 釜?dú)堃旱捏w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 ，