【正文】 進(jìn)料管接管法蘭： DN15PN105HG2059297 回流管接管法蘭： DN15PN105HG2059297 塔底出料管法蘭： DN20PN105HG2059297 塔頂蒸汽管法蘭： DN150PN105HG2059297 塔釜蒸汽進(jìn)氣法蘭： DN150PN105HG2059297 裙座 塔底采用圓筒形桾座支撐。 4 0 . 6 0 . 1 9 5 5 1 9 5 . 53 . 1 4 2 0Td m m m?? ? ?? 加料蒸汽管的選擇 加料蒸汽管直徑依下式計(jì)算： 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 31 4 SVDu??? 式中： u 為液 料在塔頂蒸汽管內(nèi)的流速，且取 u =23m/s； 4 0 . 6 7 7 6 0 . 1 7 7 2 1 7 7 . 23 . 1 4 2 3D m m m?? ? ?? 封頭 的設(shè)計(jì) 封頭分為橢圓形封頭、蝶形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 D=1000mm，可查得曲面高 hl=250mm,直邊高度 h0=40mm，內(nèi)表面積 2m ，容積 V= 3m 人孔的設(shè)計(jì) 人孔是安 裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于人進(jìn)出任何一層塔板。 3. 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得 精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得 m axm in1 .0 5 4 .7 70 .2 2VsVs ?? 精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax= m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin= m3/s，所以可得 m axm in0 .9 4 4 .2 70 .2 2VsVs ?? 塔板的這一操作彈性在合理的范圍 (3～ 5)之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計(jì)是合理的。 提餾段：取系數(shù) k=,泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù) CF= 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 25 2 3 780 .4196 2 100 % %1 4F ? ? ? ??? ? ???由以上計(jì)算可知，符合要求 根據(jù)以上塔板的各項(xiàng)流體力學(xué)驗(yàn)算，可以認(rèn)為精餾段塔徑和各項(xiàng)工藝尺寸是合適的。 所以氣體通過浮閥塔板的靜壓頭 ?hhhh lcf ??? =+= 換算成單板壓降 △ Pf=hf L? g= =700 Pa 1) 降液管 液面高度的計(jì)算 ○1 單層氣體通過塔板的壓降相當(dāng)于液柱高度 hp1= ②液體通過降液管的靜壓頭降 dh 因不設(shè)進(jìn)口堰，所以可用式 201 5 ????????? hLLhwsd 式中 00. 00 14 04 , 0. 7 , 0. 02 5swl m l m h m? ? ? 20 . 0 0 1 4 0 40 . 1 5 3 0 . 0 0 0 9 8 4 80 . 7 0 . 0 2 5dhm??? ? ??????m ③板上液層高度： hL=,hd1=++= 取 ? =，已選定 HT=,hw= ( ) 0 .5 ( 0 .4 0 0 .0 4 9 ) 0 .2 2 4 5TwH h m? ? ? ? ? ? 從而可知 )( wTd hHH ??? ，符合防止液泛的要求。綜合考慮 0F 對(duì)塔板效率、壓力降和生產(chǎn)能力等的影響，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取 0F =8～ 12，即閥孔剛?cè)_時(shí)比較適宜，由此可知適宜的閥孔氣速為 00VFu ?? ①塔板分塊 因 D=1000mm800mm，故采用分塊塔板，查表 的分為三塊。此時(shí)多固定底邊尺寸 B,例如 B為 70、 7 80、 90、 100、 110mm 等。V4 型基本上和 F1 型相同，除采用輕閥外，其區(qū)別僅在于將塔板上的閥孔制成向下彎的文丘里型以減小氣體通過閥孔阻力，主要用于減壓塔。 5) 降液管底隙高度 h0 的計(jì)算 取液體通過降液管底隙的流速 smu /39。Dt =℃ ,在此溫度下： 1 ? / ( )kJ kmol K? 2 ? / ( )kJ kmol K? 12 (1 )p p D p DC C x C x? ? ? ? ? = 9 9 .8 3 0 .9 8 1 2 4 .3 8 (1 0 .9 8 )? ? ? ? = / ( )kJ kmol K? 回流液組成與塔頂組成相同 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 15 1 1 3 . 2 8 9 9 . 7 9 8 0 . 4 9 0 8 8 5 8 . 5 8 /D D DQ L Cp t k j h? ? ? ? ? ? ? （ 3）塔頂餾出液的焓 DQ 因餾出口與回流口組成一樣，所以 9 9 .7 9 / ( )pC kJ km ol K?? 5 5 . 2 6 9 9 . 7 9 8 0 . 6 4 4 4 4 6 0 . 2 6 9 /R P DQ D C t K J h?? ? ? ? ? ? ? （ 4）冷凝器消耗的焓 CQ 4/C V R DQ Q Q Q k J h? ? ? ? ? ? ? （ 5）進(jìn)料口的焓 FQ 1291939Q F C t? ? ? ? kJ/h （ 6）塔底殘留液的焓 6 9 . 7 4 1 2 3 . 6 2 1 0 8 . 7 9 9 3 7 9 0 6 . 7 4 4 9 /W P W WQ W C t K J h? ? ? ? ? ? ? （ 7）再沸器 BQ （全塔范圍列衡算式） 塔釜熱損失為 10% ，則 ?? 設(shè)再沸器損失能量 Q 損 ? ， B F C W DQ Q Q Q Q Q? ? ? ? ?損 加熱器實(shí)際熱負(fù)荷 B C W D FQ Q Q Q Q? ? ? ? =QB=表格 15 熱量衡算表 項(xiàng)目 進(jìn)料 冷凝器 塔頂餾出液 塔底殘液 再沸器 平均比熱 kJ/() 熱量 kJ/h 1291939 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 塔頂平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 由 1 ?? , 1 ? 可知： ? ? ? ?11 1 0 . 9 8 7 8 . 1 1 1 0 . 9 8 9 2 . 1 4 7 8 . 3 9 /V D m A BM y M y M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?11 1 0 . 9 5 1 1 7 8 . 1 1 1 0 . 9 5 1 1 9 2 . 1 4 7 8 . 8 /L D m A BM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 由 ? ， xF= 可知： ? ? ? ?1 0 . 6 3 8 0 7 8 . 1 1 1 0 . 6 3 8 0 9 2 . 1 4 8 3 . 1 9 /V F m F A F BM y M y M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? k m o lkgMxMxM BFAFL F m /)1( ???? 塔釜平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 16 由 ? ,由相平衡方程得 : ? ? ? ? ?1 0 . 6 9 7 7 8 . 1 1 1 0 . 6 9 7 9 2 . 1 4 8 2 . 3 6 /V w m w A w BM y M y M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 0 . 0 3 7 8 . 1 1 1 0 . 9 7 9 2 . 1 4 9 1 . 7 2 /L w m w A w BM x M x M k g k m o l? ? ? ? ? ? ? ? ? 精餾段平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 7 8 . 3 9 8 3 . 1 9 8 0 . 7 9 /2VmM k g k m o l??? 7 8 . 8 8 5 . 1 3 8 1 . 9 6 5 /2LmM k g k m o l??? 提餾段平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 8 3 . 1 9 8 2 . 3 6 8 2 . 7 7 5 /2VmM k g k m o l??? 8 5 . 1 3 9 1 . 7 2 8 8 . 4 2 5 /2LmM k g k m o l??? 平均密度 [3]計(jì) 算 氣相平均密度計(jì)算 表 25 苯和甲苯的不同溫度下密度 [2] 溫度 t ，℃ 80 90 100 110 120 L?， 苯 3kg/m 815 ,L?甲 苯 3kg/m 810 已知混合液密度：1 ABL A Baa? ? ???。 對(duì)于苯 (A)，其中 ? ， ? 即： 5 4 5 .6 4 5 4 5 .6 4lg 2 7 3 .1 5 2 6 5 .3 4LA t? ??? 1 ?當(dāng) ℃時(shí)， ,1 ,15 4 5 . 6 4 5 4 5 . 6 4l g 0 . 2 5 4 /8 5 . 9 2 7 3 . 1 5 2 6 5 . 3 4L A L A m p a s??? ? ? ?? 2 ?當(dāng) ℃時(shí)， , 2 , 25 4 5 . 6 4 5 4 5 . 6 4l g 0 . 2 9 1 m /1 0 0 . 0 9 5 2 7 3 . 1 5 2 6 5 . 3 4L A L A p a s??? ? ? ?? 對(duì)于甲苯 (B)，其中 ?? ， ?? 即： 4 6 7 .3 3 4 6 7 .3 3lg 2 7 3 .1 5 2 5 5 .2 4L t? ? ??? 1 ?當(dāng) ℃時(shí)， 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 11 ,1 ,14 6 7 . 3 3 4 6 7 . 3 3l g 0 . 2 9 5 5 /8 5 . 9 2 7 3 . 1 5 2 5 5 . 2 4LL m p a s????? ? ? ?? 2 ?當(dāng) ℃時(shí)， , 2 , 24 6 7 . 3 3 4 6 7 . 3 3l g 0 . 2 6 3 7 /1 0 0 . 0 9 5 2 7 3 . 1 5 2 5 5 . 2 4LL m p a s????? ? ? ?? 又精餾段的液相組成： 1 ????? FD xxx 提餾段的液相組成： 2 0 . 4 5 0 . 0 3 0 . 2 422FWxxx ? ?? ? ? ?精餾段的平均液相粘度： ? ? ? ?, 1 , 1 1 , 1 11 0 . 7 1 0 . 2 5 4 1 0 . 7 1 0 . 2 9 5 5 0 . 2 6 4 8 m /L L A L Bx x p a s? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 提餾段的平均液相粘度： ? ? ? ?, 2 , 2 1 , 2 21 0 . 2 4 0 . 2 6 5 0 . 2 6 3 7 1 0 . 2 4 0 . 2 7 0 9 m /L L A L Bx x p a s? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?精餾段的板效率 ? ? ? ?0 . 2 4 5 0 . 2 4 5,1 1 10 . 4 9 0 . 4 9 2 . 5 9 0 5 0 . 2 6 4 8 0 . 5 3 7TLEa ? ??? ? ? ? ? ? ? 提餾段的板效率 ? ? ? ?0 . 2 4 5 0 . 2 4 5, 2 2 20 . 4 9 0 . 4 9 2 . 4 7 0 . 2 7 0 9 0 . 5 4 1TLEa ?? ? ? ? ? ? ? 實(shí)際板數(shù)的計(jì)算 （塊）（塊），提提精精 8 7N2T1,P??????ENNENTPTT ?全塔所需實(shí)際塔板數(shù)： )(291514 塊提精 ????? PPP NNN ，實(shí)際加料板為第15塊板 . 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 12 第二章 精餾塔主要工藝尺寸 的設(shè)計(jì) 操作壓力計(jì)算 塔頂壓強(qiáng) DP =， 每層塔板壓降 Δ P=， 進(jìn)料板壓力 FP =+150 .7=， 塔底壓力 WP =+290 .7= 精餾段平均操 作壓強(qiáng) Pm=(+)/2= 提餾段平均操作壓強(qiáng) pm’ =(+)/2= 全塔平均操作壓力 K P ap ??? 液相平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力計(jì)算依公式 Lm? = ii???? 計(jì)算 表 28 液體表面張力 ? [1] 溫度t ，℃ 80 90 100 110 120 A?苯 mN/m