【正文】 （ 1） 求原料預熱所需的熱量 (以 1秒鐘來算 ) 取原料罐的物料為常溫 25℃ 則 Ft : 25℃ → 85℃ 25 85 552mt ???℃， 查手冊得該溫度下的苯和甲苯的比熱皆為 64 /pC kJ kg??℃ 故 skJtFCtmCQ PPF / ???????? （ 2）塔底產品能給的熱量及其換熱面積 取產品冷到 75℃，原料先預熱到 55℃ 所以 wt : ℃ → 75℃ Ft : ℃ ← 25℃ t? :℃ 50℃ 12 5. 9 75 ??? ℃， 7 0 .9 5 0 5 9 .8 4ln ( 7 0 .9 / 5 0 )mtC?? ? ? ? 28 查手冊得 ℃ 下的苯和甲苯的比熱皆為 63 /pC kJ kg??℃ 所以塔底產品能給的熱量： skJtWCtmCQ PPF / 6 7 3 ???????? 因屬于液 — 液傳熱，故依經(jīng)驗值可取 K=600w/m2.℃ 231 0 0 mtKQAmF ?? ???? （ 3）柴油預熱器 (以 1 秒鐘來算 ) 由上得每秒還要柴油給原料供熱為 skJQ FFF / ????? T 柴油 :290℃ → 160℃ Ft :85℃ ← 25℃ t? :205℃ 105℃ 2 0 5 1 0 5 1 4 9 . 4 6 6l n ( 2 0 5 / 1 0 5 )mtC?? ? ? ?, 同理 232 mtKQA mF ?? ???? 每秒柴油的用量 skgHQm F /2 6 8 3 9 ????? 故一年柴油的用量 年萬噸總 / 2 0 03 6 0 ????m （ 4）塔釜產品冷卻器 (以 1 秒鐘來算 ) 由上知塔釜產品換熱到 75℃，所以再用冷卻水冷卻即可。 ??? 求出上限液體流量 Lv,q 值 (常數(shù) )值 ,在 Lvq,vv,q 圖上 ,液相負荷上限線與氣體流量vv,q 無關的豎直線。其中 TH 、 Wh 、 0h 、 Wl 、 V? 、 L? 、 0? 及 ? 均為定值。 (1)霧沫夾帶 板上液體流徑 長度 : mWDZ dL ?????? 板上液流面積 : 4 5 mAAA fTb ?????? 苯和甲苯混合液為正常系統(tǒng) ,可取物性系數(shù) K=,又由圖查得泛點負荷系數(shù)?FG ，可由下式計算： %%100 0 1 %100 ,vv,1?????????????bFLLvVLVAKCZqF???泛點率 同理可得： 精餾塔塔頂?shù)诙K板泛點率為 : ?FDG ， %?泛點率 21 精餾塔進料口上第三板泛點率為 : ?FmG , %?泛點率 精餾塔進料口下第二板泛點率為 : ?FmG , %?泛點率 又可按下式計算： %%100%100,1??????????TFVLVvvAKCqF???泛點率 同理可得： 精餾塔塔頂?shù)诙K板泛點率為 : ?FDG ， %?泛點率 精餾塔進料口上第三板泛點率為 : ?FmG , %?泛點率 精餾塔進料口下第二板泛點率為 : ?FmG , %?泛點率 根 據(jù) 兩式 計算 得出 泛點 率都 在 80% 以下 ,故 可知 霧沫 夾帶 量能 滿 足)(/)( 氣液 kgkgev ? 的要求。 % ???? ??塔板開孔率 % 同理可得：精餾塔塔頂?shù)诙K篩孔計算： )(1182/ mmt D ? , smD / ?? , ?DF % ???? ??塔板開孔率 % 精餾塔進料口上第三板的篩孔計算： )(1703/ mmt m ? , smD / ?? , ?mF %100 ???? ??塔板開孔率% 精餾塔進料口下第二板的篩孔計算： )(1622/ mmt m ? , smm / ?? , ?DF % ???? ??塔板開孔率 % 閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在 912范圍內。 mmmNtAt a ????? 考慮到塔的直徑較大 ，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支承與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用 118mm，而應小于此值，故取)(10039。0 mlqh wLv ??? ??? ? ? ?)()(0 1 2 2 6 3 9 mmhh w ????? 同理可得：精餾塔塔頂?shù)诙K塔板降液管 底隙高度為： 17 )( mhD ? , ? ?)(0 0 )(0 1 3 mmhh DDw ??? 精餾塔進料口上第三板的降液管底隙高度為： )( mh m ? ? ?)(0 0 )(0 0 9 mmhh mwm ??? 精餾塔進料口下第二板的降液管底隙高度為： )( mh m ? ? ?)()( mmhh mwm ??? 故降液管底隙高度設計合理。 (4)降液管底隙高度 oh 計算公式 039。, ?????????? xxxqqxqqy WVnWnVnLn ⑤圖解法求理論板層數(shù) 采用圖解法求理論板層數(shù)，如附圖 1所示。, ????? hk m olqq VnVn /, 39。 Wx =()/(+9/)= )92/()78/( ???Wx 。 本次設計的要求是先算出最小回流比，然后隨意選三個系數(shù)得到三個回流比，最后比較那個最好，而不是找出最佳的回流比。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到泡點，其中的液態(tài)部分進入到塔頂產品冷卻器中，停留一定的時間然后進入苯的儲罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個過程就叫做回流。 四：有一定的操作彈性：當氣液相流率有一定波動時，兩相均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。 （ 1） 塔設備的工業(yè)要求 總的要求是在符合生產工藝條件下，盡可能多的使用新技術，節(jié)約能源和成本，少量的污染。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動，自行調節(jié)。板式塔大致可分為兩類：有降液 管的塔板和無降液管的塔板。同時，通過課程設計，還可以使我們樹立正確的設計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、高度負責的工作作風。 五、 參考書目 1) 化工原理課程設計指導； 2) 夏清等編化工原理 (上 ) 、 ( 下 ) 2020 年修訂版； 3) 化工工藝設計圖表； 4) 煉油工藝設計手冊浮閥塔分冊。 ： ( 3班 )為 , : ( 3班 ) 含苯 為 (質量分率 ), (質量 分率 )。 5. 塔頂產品中 含 苯為 (質量 分率 )。 目錄 一、 前言 ....................................................................................................................... 5 二、設計方案的確定 ............................................................................................. 6 3 .......................................................................................................... 6 2. 設計題目 ............................................................................................................ 6 ...................................................................................................................... 6 .............................................................................................................. 6 （ 1） 塔設備的工業(yè)要求 ..................................................................................... 6 （ 2）工藝流程如下： ........................................................................................ 6 （ 3）流程的說明 ............................................................................................... 6 三、精餾塔設計 ....................................................................................................... 7 .................................................................................................. 7 （ 1）苯與甲苯的基礎數(shù)據(jù) ................................................................................. 7 （ 2）溫度的條件： ............................................................................................ 8 .................................................................................................. 8 （ 1）摩爾分數(shù) ................................................................................................... 8 （ 2）原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾量 ..................................................... 8 （ 3）質量物料恒算與負荷計算及其結果表 ......................................................... 8 .......................................................................................................... 8 （ 1） .理論板層數(shù) TN 的確定 ............................................................................. 9 （ 2）實際板層數(shù)的求取 ....................................................................................11 四、精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 .........................................11 １．操作壓力 ........................................................................................................11 .............................................................................................................11 ........................................................................................................ 12 （ 1）塔頂氣、液混合物平均摩爾質量 : ............................................................ 12 （ 2）進料板氣、液混合物平均摩爾質量： ....................................................... 12 （ 3）精餾段氣、混合物平