【導讀】選題有一定的理論意義與實踐價值，必須與所學專業(yè)相關。主題明確，思路清晰。格式規(guī)范，嚴格按系部制定的論文格式模板調整格式。所有學生必須在5月15日之前交論文初稿。1學習態(tài)度努力學習，遵守紀律，作風嚴謹務實，按期完成規(guī)定的任務。類信息并從中獲取新知識的能力。3工作量內容充實，工作飽滿，符合規(guī)定字數(shù)要求。精餾是利用混合液中各組分揮發(fā)度不同而達到分離要求的一種單元操作。述了設計的各部分內容，計算貫穿在整個設計中。本設計包括蒸餾技術的概述、精餾塔工藝尺寸的

　　

【正文】 穩(wěn)定系數(shù) ow0 ???(~2) 故不會發(fā)生嚴重漏液現(xiàn)象。 由塔板校核結果可見，塔板結構參數(shù)選擇基本合理，所設計的各項尺寸可用。 漏液線 第一點取設計點的液體流量 hmVL ? ,故 smow ? ,于是相應漏液點的氣體體積流量為 hmAuV ow 30g 5983 6 0 00 2 9 ????? . 第二點去液體流量為 h3m10 ,經查流體收縮系數(shù)得 E= ）（ ?LV， 則 )( 32ow ???? 化工系畢業(yè)設計 18 mhh oww 0 7 0 1 5 3 L ????? smhhCugLL )()(30ow??????????????? 故 hmAuV ow 30g ????? 由點（ ,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 取降液管內液體停留時間為 3s 則 hmHA T 3fL 360 360 0V ?????? 在負荷性能圖上 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 第一點取設計點 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)設計 19 第二點取液體流量為 hm3L 10V ? ， ? mh L f ???? 則 smhHfT 1639。 )() 02 ()() (u 1 ???????????? 于是 hmAAu fT 339。g 36773600)()(V ??????? 則根據(jù)點（ ,4114）和（ 10,3677）兩點在負荷性能圖上可作出液沫夾帶線，如圖中 4。 液泛線 取第一點為設計點 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)設計 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）兩點在負荷性能上可作出液泛線，如圖中 5。 塔板工作線 在負荷性能圖上作出 斜率為 V gVl ??的直線 OAB,即為塔板工作線，該線與流體力學上下限線相交于 A、 B 兩點，讀出 A、 B 兩點的縱坐標值為 ? ? ? ?? ?? ?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 負荷性能圖 化工系畢業(yè)設計 21 表 3— 1 工藝設計計算結果 序號 項目 符號 單位 計算數(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 停留時間 θ S 26 負荷上限 m3 /s 27 負荷下限 m3 /s 28 液沫夾帶 ev Kg液 /kg氣 29 氣相負荷上限 Vs(max) m3 /s 3370 化工系畢業(yè)設計 22 30 氣相負荷下限 Vs(min) m3 /s 1280 31 操作彈性 j 、壁厚和強度校核 精餾塔塔體材料的選擇 因為本設計的操作壓力是常壓（即 ），工作溫度為 83~℃ ，并且所要分離的物質是苯和乙苯，對材料的腐蝕性不大，考慮使用年限及強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：標準的橢圓封頭 選型依據(jù)：從工藝操作考慮，對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力，且采用平板封頭厚度較大，故不宜采用。理論上應對各種凸形封頭進行計算、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、低壓小設備不宜采用；碟形封頭的深度可通過過渡半徑 r 加以調節(jié)，但由于碟形封頭母線曲率不連續(xù)，存在局部應力，故受力不如橢圓形封頭；標準橢圓形封頭制造比較容易，受力狀況比碟形封頭好，故可采用標準橢圓形封頭。 封頭材料： 345QR 封頭的高 因為長軸：短軸 =2 即： 22iiDh? 化工系畢業(yè)設計 23 所以 1000 25044ii Dh m m? ? ? 其中 iD —— 精餾塔的內徑 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《化工設備機械基礎》表141），墊片材料選用石棉橡膠板，經查資料（《化工設備機械基礎》表 143）得墊片寬度為 20mm。 甲型平焊法蘭的各尺寸經查資料（《化工設備機械基礎》附表 101）可得，繪于下圖中，連接螺栓為 M20，共 36 個，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：直徑為 300~900mm 的板式塔采用整塊式塔盤塔體采用分段結構，從塔段的兩段將塔盤安裝在塔段內，塔體上無需開人孔；當直徑大于 900mm時，應采用分塊式塔盤，塔體上開設人孔，塔盤的拆裝均在塔內進行，塔體一般不分段，為整體焊接結構。 本設計中塔內徑 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)：因為弓形降液管具有較大的降液面積 ，氣液分離效果好，降液能力大。 受液盤的設計 采用凹形受液盤 依據(jù)：因為它可保證液體采出側線滿液，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)設計 24 封，對流出降液管的液體有緩沖作用，減少對塔盤入口區(qū)的沖擊力。 液封盤的設計 在塔最低一層塔盤的降液管末端應攝液封盤，以保證降液管出口處的液封，液封盤上開有淚孔，供停車時排盡液體。 塔體人孔的設計 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，人孔標準應按公稱壓力為常 壓的等級選取。從人孔類型系列標準可知，該人孔標記為： 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 ? ? ? ? ? 支座設計 選型：圓筒型裙座 依據(jù)：圓筒形裙座制作方便，經濟上合理，應用廣泛。 材料： 345QR 除沫器的設計 采用絲網除沫器 依據(jù)：絲網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。特別是它具有除沫效率高，壓力降小的特點， 因而是應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。實際使用中常用的設計氣速取 1~3m/s。絲網層的厚度按工藝條件由試驗確定。當金屬絲直徑為 ~，網層重度為 480~5300 3/Nm，在上述適宜氣速下，絲網層的畜液厚度為 25~50mm，此時取絲網厚度為 100~150mm，可獲得較好的沫效果。 塔體各接管設計 表 4— 1 接管長度 h（ mm） 公稱直徑 DN 不保溫設備接管長 保溫設備接管長 使用公稱壓力（ MP a） 15 80 130 4 20~50 100 150 70~350 150 200 70~500 （見化工設備機械基礎表 1421） (a) 進料管 由工藝計算部分知在泡點溫度 ? ℃ 時，液相平均密度 381 7L kg m? ? 化工系畢業(yè)設計 25 液相平均千摩爾質量： ( 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? ?? ? ?? 經圓整選取碳鋼管，規(guī)格： 38 ?? ,材料 345QR ， 實際管內流速： 224 4 0 . 0 0 1 7 1 . 5 03 . 1 4 0 . 0 3 8sff Vu m sd? ?? ? ?? 設保溫層，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) 釜殘液出料管 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量： ( 1 ) 5 78 5 106 104 .6W W A W BM x M x M k g k mol? ? ? ? ? ? ? ? 釜殘液的體積流量： 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? ?? ? ?? 經圓整選取低合金鋼管，規(guī)格： 32 ?? ，材料 345QR ，