【正文】 在此我向他們表示衷心的感謝！ 33 八、附圖 參考書(shū)目 1) 化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)； 2) 夏清、賈紹義編化工原理 (上 ) 、 ( 下 ) 第二版； 3) 化工工藝設(shè)計(jì)圖表； 4) 煉油工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)浮閥塔分冊(cè)。還有就是我們?cè)谟?jì)算液泛 線的那部分，由于公式比較復(fù)雜數(shù)據(jù)比較多，出現(xiàn)了代入的時(shí)候出錯(cuò)或者把公式弄混的情況，在計(jì)算塔頂?shù)诙K塔板的液泛線的時(shí)候用了將近三個(gè)小時(shí)現(xiàn)在還清楚的記得我試差計(jì)算正確后那激動(dòng)的心情，因?yàn)槲覈L到了自己在付出很多后那種成功的喜悅，堅(jiān)持就是勝利??！ 同時(shí)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深地體會(huì)到與人討論的重要性。 通過(guò)自學(xué)及老師的指導(dǎo)，不僅鞏固了所學(xué)的化工原理知識(shí) ,更極大地拓寬了我的知識(shí)面，這對(duì)將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)及工作無(wú)疑將起到重要的作用 在此次化工原理設(shè)計(jì)過(guò)程中，我的收獲很大 ,感觸也很深， 由于第一次接觸課程設(shè)計(jì)，起初心里充滿(mǎn)了新鮮感和期待，因?yàn)樽晕艺J(rèn)為在大學(xué)里學(xué)到的東西終于可以加以實(shí)踐了。 這段時(shí)間的查閱文獻(xiàn)、計(jì)算數(shù)據(jù)和上機(jī)敲電子版，化工原理課程設(shè)計(jì)的基本工作已經(jīng)完成，并得出了可行的設(shè)計(jì)方案，全部計(jì)算過(guò)程已在前面的章節(jié)中給以體現(xiàn)。= m2 由前面計(jì)算可知 塔高度 mH ?????? 所以其塔體體積為 3= 2 5 .5 2 .4 3 3 = 6 2 .0 4Vm? ? ?塔 總 高 塔 截 面 積= = 立方米 按塔體報(bào)價(jià) 5000 元 /（立方米塔），故其塔體費(fèi)用為： 5000= 萬(wàn)元 塔板費(fèi)用 塔板總面積 2= 35= A m? ? ?塔 板 數(shù) = 26= 3000 元 /(平方米 F1 型浮閥 (重閥 ) 塔板 )， 故其塔板總費(fèi)用為： 3000= 萬(wàn)元 總換熱器費(fèi)用 3個(gè)換熱器的總面積為： ++= 按傳熱面積報(bào)價(jià) 4000 元 /平方米， 故 其總換熱器費(fèi)用： 4000= 萬(wàn)元 總設(shè)備費(fèi)用 總設(shè)備費(fèi)用為： ++= 萬(wàn)元 固定資產(chǎn)折舊后年花費(fèi)用 折舊后每年設(shè)備花出的費(fèi)用按下列公式估算： = =??總 費(fèi) 用 萬(wàn) 元年 壽 247。 wt : ℃ → 35℃ t : 45℃ ← 25℃ t? : ℃ 10℃ Ct wm ???? ,Ct m ????? )( 查手冊(cè)得 ℃溫度下的苯和甲苯的比熱皆為 ??℃ kJ/(kg φ 19 參數(shù)為：公稱(chēng)直徑 DN 為 ，管層數(shù) Np 為 1，中心排管數(shù)為 11，換熱管長(zhǎng)度 L為 6m，換熱面積為 。3600 fThAHL? ? =35S 則 smHAL Tfs /)( 3m ax ???? 液相負(fù)荷上限線（ 3）在 VsLs 圖中為與氣相流量 無(wú)關(guān)的垂線。 因此，與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐邽? ph=+= 液柱 . 則單板壓降PaghP LpP ???????? ?＜ 700Pa 故設(shè)計(jì)合理。039。LmCC ? ? ? smCu VmVmLm /(( 111m ax ????? ??? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 smuu / m ax ???? muVsD ????? ? 19 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： D= 提餾 段塔徑計(jì)算， 由 m a x LVVuC?????? （由式 ()20CC ?? ） 20C 由課程手冊(cè) 108 頁(yè)圖 51 查圖的橫坐標(biāo)為 2/12/12.2. ???????? ???????????mVmLhhLV VLF ?? 取板間距 HT=，板上液層高度 hL=，則 HThL== 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 C20= ??????????????? 。 對(duì)應(yīng)的溫度為塔頂溫度，為℃。 由經(jīng)驗(yàn)式 [3] )( ?? ??TE 式中，μ — 塔頂及塔底平均溫度下的液體的平均粘度； ? — 塔頂及塔底平均溫度下的相對(duì)揮發(fā)度 在℃ 苯的粘度 :273.厘泊。將上表中數(shù)據(jù)作圖得 x~y 曲線 ： 10 求 Rmin 從而算得 苯 甲苯物系在某些溫度 t 下的 a 值（附 x 值） 從而推出?m? 所以平衡線方程xxxxy )1(1 ????? ?? 因?yàn)?q= 所以 Q 線斜率31??k且過(guò)點(diǎn))( , FFxx 因此得 Q 線方程： ??? xy 計(jì)算得 Q 線方程與平衡線方程交點(diǎn) ),( qq yx=（ ,） in ???????qqqD xy yxR 又因?yàn)? Rmin ? 故 R= = 操作線方程 精餾段操作線方程為： ????????? nDnn xR xxR Ry ??? nn xy t( ℃ ) 85 90 95 100 105 α 圖 1 苯 — 甲苯混合液的 yx 圖 11 提餾段操作線方程為： 0044839。最終，完成苯與甲苯的分離?；旌衔镏屑扔袣庀嗷旌衔铮钟幸合嗷旌衔?，這時(shí)候原料混合物就分開(kāi)了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。 三：流體阻力?。毫黧w通過(guò)塔設(shè)備時(shí)阻力降小，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，在減壓操作是時(shí)，易于達(dá)到所要求的真空度。一般多采用重閥，因其操作穩(wěn)定性好。其主要特點(diǎn)是在塔板的開(kāi)孔上裝有可浮動(dòng)的浮閥，氣流從浮閥周邊以穩(wěn)定的速度水平地進(jìn)入塔板上液層進(jìn)行兩相接觸。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。通過(guò)化工原理課程設(shè)計(jì)，要求我們能夠綜合運(yùn)用化工原理上下冊(cè)的基本知識(shí)，進(jìn)行融匯貫通的獨(dú)立思考，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的設(shè)計(jì)任務(wù)，從而得到以化工單元操作為主的化工設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。 2. 原料組成： ； 2班含苯 (質(zhì)量分率 ) 3. 產(chǎn)品組成：塔頂產(chǎn)品，含苯 (質(zhì)量分率，下同 ) ；塔底產(chǎn)品，含苯 ； 4. 進(jìn)料熱狀況參數(shù)條件： 2 班為 5. 塔頂采用 30℃的冷回流，冷卻水溫度 25℃，回用循環(huán)水溫度 45℃；塔底重沸器加熱介質(zhì)為比密度 的柴油，進(jìn)口溫度 290℃，出口溫度 160℃。 三、 說(shuō)明書(shū)目錄主要內(nèi)容規(guī)定 1. 說(shuō)明書(shū)標(biāo)準(zhǔn)封面； 2. 目錄頁(yè)，任務(wù)書(shū)頁(yè) 3. 說(shuō)明書(shū)主要內(nèi)容規(guī)定 1) 裝置流程概述， 2) 裝置物料平衡， 3) 精餾塔操作條件確定， 4) (適宜回流比 /最小回流比 )為 時(shí)理論塔板數(shù)及進(jìn)料位置， 5) 精餾塔實(shí)際主要工藝尺寸， 6) 精餾塔塔頂?shù)诙濉⑦M(jìn)料口上等三板和進(jìn)料口下等二板塔板結(jié)構(gòu)參數(shù) 7) 精餾塔結(jié)構(gòu)參數(shù)匯總表和精餾塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 (A3 圖 ) ， 8) 裝置熱衡算 3 9) 裝置經(jīng)濟(jì)效 益和工藝設(shè)計(jì)評(píng)價(jià) 四、經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 其它用于經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)：加工純利潤(rùn) 600 元 /噸原料油，操作費(fèi)用計(jì)量：料液輸送 3元 /噸，冷卻水 16 元 /噸，熱載體 (柴油 )160 元 /噸；固定資產(chǎn)計(jì)量：傳熱面積 4000 元 /平方米 , 泵 1200 元 /(立方米 /小時(shí) ) ； 5000 元 /(立方米塔體 )； 3000 元 /(平方米 F1 型浮閥 (重閥 ) 塔板 ) 。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我們了解到工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握典型單元操作設(shè)計(jì)的主要程序和方法，培養(yǎng)了分析和解決 工程實(shí)際問(wèn)題的能力。板式塔大致可分為兩類(lèi)：有降液管的塔板和無(wú)降液管的塔板。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。 設(shè)計(jì)方案 塔設(shè)備的工業(yè)要求 總的要求是在符合生產(chǎn)工藝條件下，盡可能多的使用新技術(shù)，節(jié)約能源和成本，少量的污染。 四：有一定的操作彈性：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)使效率發(fā)生較大的變化。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(diǎn)，其中的液態(tài)部分進(jìn)入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中，停留一定的時(shí)間然后進(jìn)入苯的儲(chǔ)罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個(gè)過(guò)程就叫做回流。 三、精餾塔設(shè)計(jì) 工藝條件的確定 苯與甲苯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表 31 相平衡數(shù)據(jù) 溫度 /℃ 85 90 95 100 105 POA /Kpa POB /Kpa 40 46 54 86 ? x 0 y 0 表 32 苯與甲苯的物理性質(zhì) 項(xiàng)目 分子式 相對(duì)分子量 沸點(diǎn) /℃ 臨界溫度 /℃ 臨界壓力 /Pa 苯 C6H6 甲苯 C6H5CH3 表 33 Antoine 常數(shù)值 組分 A B C 苯 甲苯 表 34 苯與甲苯的液相密度 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 )//( 3, mkgL 苯? 810 8 )//( 3, mkgL 甲苯? 815 表 35 液體的表面張力 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ）（苯 mmN //? ）（甲苯 mmN //? 表 36 液體的黏度 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ）苯（ smpL a.,? ）甲苯（ smpL a.,? 表 液體的汽化熱 ? 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ? 苯 /(KJ/Kg) ? 甲苯 /(KJ/Kg) 溫度的條件： 假定常壓，作出苯 — 甲苯混合液的 txy圖，如后附圖所示。39。 甲苯的粘度 :厘泊。 精餾段平均溫度： Ct m ? )(1 ??? 提餾段平均 溫度： Ct ? )(2 ??? 平均塔溫為 tm =（ *） 1/2=℃。LmCC ? ? ? smCu VmVmLm /(( 222m ax ????? ??? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 smuu / m ax ???? muVsD 2 ????? ? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： D= 根據(jù)上述精餾段和提餾段塔徑的計(jì)算，可知全塔塔徑為： D= 塔塔截面積為： AT=π /4 D2= 精餾段 實(shí)際空塔氣速為 :smAVsu T /??? 提餾段 實(shí)際空塔氣速為 :smAVs T /??? 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效 高度： Z 精 =（ N 精 1） HT=（ 131） = 提餾段有效高度： Z 提 =（ N 提 1） HT=（ 131） = 20 另外，在塔頂開(kāi)一個(gè)人孔，其塔板距為 故精餾塔的有效高度為： Z=Z 精 +Z 提 =++= 塔頂、塔底空間 塔頂空間DH 取塔頂mH TD ???? 塔底空間B 假定塔底空間依儲(chǔ)存液量停留 5 分鐘，那么塔底液高 mALAVh TS ???????? 取塔底液面距最下面一層板留 米，故塔底空間 HB=+= 封頭高度 1H mDH 1 ???? 裙 座高度 2H mH ? 塔壁厚計(jì)算 、塔總高度 取每年腐蝕 ，因限制用年數(shù)為 15 年，年壽終了的最低 mm4? 那么壁厚 mmmm )(m in ????? 故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚 10mm 塔總高度mH ?????? . F1 型浮閥塔板設(shè)計(jì) （ 以塔頂?shù)诙K為例 ） 溢流裝置 選用單溢流方形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，各項(xiàng)計(jì)算如下： wl:取堰長(zhǎng)mDl w ???? h:OWLW?? 239。00 3600 ul LulLh w Swh ?? 液體通過(guò)降液管底隙的流速一般為 ~，取液體通過(guò)降液管底隙的流速m/??ou，則有： ??? mmhh W ????? 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理 同理可得mh ? ? 綜上可知 ho 塔頂?shù)诙K 進(jìn)料口上第三板 進(jìn)料口下第二板 22 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 A 塔板的布置 本設(shè)計(jì)塔徑為 D=， 因 800mm D? ，故塔板采用分塊式 ,分為三塊。 同理得PaPP ?? PP ? 綜上可知 Δ P 塔頂?shù)诙K 進(jìn)料口上第三板 進(jìn)料口下第二板 液泛