【正文】 6. 王松漢 《石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》 化學(xué)工業(yè)出版書， 20xx 年。 2. 劉光啟，劉杰《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》化學(xué) 化工出版社， 20xx 年。而且，通過做設(shè)計(jì)，我還復(fù)習(xí)并掌握了許多計(jì)算機(jī)知識(shí) 。一遍又一遍的核算， 當(dāng)你終于核算處完美的結(jié)果時(shí)，那種難以言語的滿足與成就感，就使之前的怨氣，煩躁煙消云散了。 回想這兩周來的設(shè)計(jì)過程，剛開始真的不知從何算起，但后來摸清套路后沒日沒夜的計(jì)算 ，有一種開竅的感覺。本設(shè)計(jì)的再沸器的裕度為 %大于 30%，基本符合要求，在滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，在設(shè)計(jì)材料上也沒有較大的浪費(fèi)。最常用的間接質(zhì)量指標(biāo)是溫度。 選取泵的型號(hào)： ZA 揚(yáng)程： 2～ 250m 流量： 2～ 2100m3 /h 液體實(shí)際流速 u=液體密度： kg/ m3 qVfs = qmfs / = m3/s 取 d=42mm 液體粘度 smPa ?? ? 取ε = 相對(duì)粗糙度：ε /d= 5Re 1 .8 1 1 0du ??? ? ? 查得：λ = 取管路長(zhǎng)度： l=100m 局部阻力的計(jì)算： 取 90 度彎管 4 個(gè)， =4 =3? ? 截止閥一個(gè)， =? 文氏管流量計(jì) 1個(gè) el/d? 12 泵吸入段裝有吸濾筐及底閥 7?? 噴嘴阻力取 取 1Zm?? 21( ) 2 . 8 92 cle puh f md g g?? ?? ?? ? ? ???? fp? 忽略不計(jì) ? ?L?丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 38 則 2 4 .42p f uH e Z h f mgg??? ? ? ? ? ?? qVLh = ??36004 2ud?選取泵的型號(hào)： CZ 揚(yáng)程： ～ 160m 流量： 5～ 20xxm3 /h 料液輸出泵 為了方便儲(chǔ)罐中的產(chǎn)品運(yùn)輸出去，所以在兩個(gè)產(chǎn)品儲(chǔ)罐中還設(shè)了兩個(gè)料液輸出泵。其內(nèi)徑為 m 實(shí)際流速224q 4 6 . 8u = = 1 . 5 m /s3 6 0 0 d 3 6 0 0 3 . 1 4 0 . 0 7VFF ? ?? ?? ．塔頂蒸汽管： 取流速： u=15m/s 體積流量： V=則?uVd 4? = m 取管子規(guī)格 Ф 165 5 . 其內(nèi)徑為 ，其實(shí)際流速為 u= 24Vd?= 塔頂產(chǎn)品管 取流速 u=，其體積流量： V= hm/3 則?uVd 4? = 取管子規(guī)格 Ф 40 3. 其內(nèi)徑為 m，其實(shí)際流速為 u= 24Vd?= 回流管 取流速： u=： V=則?uVd 4? = 取管子規(guī)格 Ф 150 5 . 其內(nèi)徑為 ，其實(shí)際流速為 u= 24Vd?=丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 32 ．釜液流出管 取流速： u=： V= hm/3 則?uVd 4? = m 取管子規(guī)格 Ф 30 . 其內(nèi)徑為 , 其實(shí)際流速為 u= 24Vd?=．儀表接管 選管規(guī)格： Ф 32 3 . ．塔底蒸汽回流管 取流速： u=15m/s 摩爾 流量： qnvs= /kmol h 則 43600 nvs LqMdu???= m 取管子規(guī)格 Ф 165 5, 其內(nèi)徑為 ，其實(shí)際 流速為 u= 24Vd?=所求各管線的 設(shè)計(jì) 結(jié)果如下： 表 管線設(shè)計(jì)結(jié)果表 名稱 管內(nèi)液體流速（ m/s） 管線規(guī)格（ mm） 進(jìn)料管 Ф 48 3 塔 頂蒸氣管 Ф 165 5 塔 頂產(chǎn)品管 Ф 40 3 回流管 Ф 150 5 釜液流出管 Ф 30 儀表接管 / Ф 32 4 塔底蒸氣回流管 Ф 165 5 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 33 第五章 輔助設(shè)備的設(shè)計(jì) 貯罐的設(shè)計(jì) 塔頂產(chǎn)品罐 質(zhì)量流量 qmDh=2205 kg/h； 產(chǎn)品在產(chǎn)品罐中停留時(shí)間為 72h，填充系數(shù)取φ = 則產(chǎn)品罐的容積 mDhLAqV ???? = 塔底產(chǎn)品罐 質(zhì)量流量 qmDh=1210kg/h； 產(chǎn)品在產(chǎn)品罐中停留時(shí)間為 72h，填充系數(shù)取φ = 則產(chǎn)品罐的容積 mWhLBqV ???? = 回流罐（ 43℃） 質(zhì)量流量 qmV=設(shè)凝液在回流罐中停留時(shí)間為 ，填充系數(shù)取φ = 則回流罐的容積 mVLAqV ???? = m3 進(jìn)料罐 46℃ 丙稀 ρ LA =455kg/m3 丙烷 ρ LB =465kg/m3 壓力取 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 34 由上面的計(jì)算可知 1 1 LA LB???? ?? = kg/m3 進(jìn)料質(zhì)量流量： qmfh=3520kg/h 取 停留時(shí)間： x取為 3 天，即 x=72h 進(jìn)料罐容積： mFLqV ???? = 結(jié)果匯總： 表 貯罐容積估算結(jié)果表 序號(hào) 名稱 停留時(shí)間 /h 容積 /m3 1 塔頂產(chǎn)品罐 72 498 2 塔底產(chǎn)品罐 72 268 3 回流罐 30 4 進(jìn)料罐 72 789 塔頂冷凝器 擬用 10℃水為冷卻劑，出口溫度為 30℃。 s) = 918996 = = =1449Pa 所以循環(huán)阻力：△ Pf=△ P1 + △ P2 + △ P3 + △ P4 + △ P5 = 6539 又因△ PD=6787Pa 所以 = 在 — 之間，符合要求 循環(huán)推動(dòng)力 DP? 略大于循環(huán)阻力 fP? ，說明所設(shè)的出口汽化率 ex = 基本正確，因此所設(shè)計(jì)的再沸器可以滿足傳熱過程對(duì)循環(huán)流量的要求。 s) =141193 = = b. 液相流動(dòng)阻力△ PL3 GL=GGv=(m2 ??? ?121239。 00uuK? =＞ 滿足穩(wěn)定性要求 負(fù)荷性能圖 以氣相流量為縱坐標(biāo)，液相流量為橫作標(biāo) 1． 過量液沫夾帶線 根據(jù)前面液沫夾帶的較核選擇表達(dá)式： F 1 ??????KCAZqqFbv lsvlvvvs ??? 由此可得液沫夾帶線方程： vvsq = vlsq 即 vvhq = VLsTdq HA ???丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 21 此線記作線（ 1） 2． 液相下限線 對(duì)于平直堰，其堰上液頭高度 owh 必須大于 ， 取 owh = ，即可確定液相流量的下限 取 E=1，代入 wl ，可求得 wl 的值，則 hmlq wV L h /6 6 ??? 此線記作線（ 2） 與縱軸平行 3. 嚴(yán)重漏液線 當(dāng)閥孔的動(dòng)能因子低于 5時(shí)將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏夜，故取 50 ?F 時(shí)，計(jì)算相應(yīng)氣相流量 則 hmFdnuAqvvvh/ 3020xx ????? ?? 此線記作線（ 3） —— 與 橫 軸平行 4. 液相上限線 hmHAqTdhv /?? 由上述關(guān)系可作得線（ 4） 5. 降液管液泛線 其中 Δ =0 發(fā)生降液管液泛時(shí)， ???????? ?hHH wTd 其中 mhw ? 3/2 3???????????? ? lqhwv lhEow ?hhhh lf ??? 0 其中 ?h 可忽略不記 3/2v3 ??????????? ?WLhow lqEh???? dwTd HhHH 39。 dwT HhH ????? 所以不會(huì)發(fā)生液泛。 所以，塔體高度 h=Z++9*（ ） +++2+= 裙座取 5m 所以，塔的安裝高度 =塔體高度 +裙座高度 =+5= 溢流裝置的設(shè)計(jì) 1． 降液管（弓形） 由上述計(jì)算可得：降液管截面積： Ad=AT = 由 Ad/AT=,查《化工原理》（下冊(cè) ） P233 的圖 可得： lw/D= 所以，堰長(zhǎng) lw== 符合要求 2． 溢流堰 取 E 近似為 1 則堰上液頭高： =6mm 考慮到物料比較清潔，且液相流量不大，取堰高 hw=,底隙 hb= 液體流經(jīng)底隙的流速： 符合要求 3/2 ?????????? ?WV L how lqEh丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 17 閥空尺寸及排列方式 浮閥數(shù) 入口安定區(qū)與出口安定區(qū) mmbb ss 75, ?? 邊緣區(qū)寬度 bc=50mm 由 ?Td AA ，查化工原理 (下 )圖 得 ?Dbd 降液管寬度 mDb d ???? = 2 cDrb?? = 有效傳質(zhì)面積：有效傳質(zhì)面積： = 2m 選取 F1 型浮閥，重型，閥孔直徑 d0= m,厚度 初選閥動(dòng)能因子 110?F ，計(jì)算閥孔氣速 vFu?00 ?= sm 浮閥個(gè)數(shù) 2004vvsqnd u????=132 浮閥排列方式 選擇等腰三角形排列，按 t=100mm 進(jìn)行布孔，實(shí)排閥數(shù) n=132 個(gè) 重新計(jì)算塔板以下參數(shù)： 閥孔氣速 200/( )4su V n d??= 動(dòng)能因子 ??? vuF ? 所以 110?F 正確 )(2 sd bbDx ???)s i n(2 1222 rxrxrxA a ????丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 18 浮閥的開孔率 ??????DdnAAT 202044??? %10% 所以，符合要求 塔板流動(dòng)性能校核 由塔板上氣相密度及塔板間 距查《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》書圖 519 得系數(shù) FC = 根據(jù)表 511所提供的數(shù)據(jù)， K可取 K=1。 r’ 再沸器加熱蒸氣的 質(zhì)量流量： GR= QR/rR 2） 冷凝器熱流量： QC=V MB] xf＝ 65％ wf＝ ％ xD＝ 98％ wD＝ ％ xw≤ 2％ wW≤ ％ 由 x (1 x )F A F BM M M? ? ?得 ， FM =*42+*44=DM =*42+*44= kg/kmol WM =*42+*44= kg/kmol 由 mnq qM? 得 mFq =80*=3416 mDq =*=2207 mWq =*=1209 2. 回流比的計(jì)算 泡點(diǎn)進(jìn)料： q=1 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說明書 12 q 線： x=xf 代入數(shù)據(jù)，解得 xe=。 由經(jīng)驗(yàn)可知每一塊塔板之間的壓差是 100mm 2HO柱 ； 則 Wp = ?Dp 133***1=1850KPa 設(shè) WT =53。 另外，常在特定地方設(shè)置人孔和手孔，以便定期的檢測(cè)維修。回流液從塔頂沿塔流下，在下降過程中與來自塔底的上升蒸氣多次逆向接觸和分離。 流程如下： 原料（丙稀和丙烷的混合液體）經(jīng)進(jìn)料管由精餾塔中的某一位置（進(jìn)料板處）流入塔內(nèi)， 開始精餾操作；當(dāng)釜中的料液建立起適當(dāng)液位時(shí)，再沸器進(jìn)行加熱，使之部分汽化返回塔內(nèi)。 冷卻劑和冷 凝器的選擇 本設(shè)計(jì)塔頂溫度在 43。 C，用熱水加熱。根據(jù)所處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性來綜合考慮。然而經(jīng)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)其尚能滿足生產(chǎn)要求，目前應(yīng)用較為廣泛。 本 設(shè)計(jì)為浮閥塔，浮閥的突出優(yōu)點(diǎn)是效率較高取消了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的上升管和泡罩。這種塔操作彈性大，阻力比泡罩塔板大為減少，其生產(chǎn)能力大于泡罩塔板。 篩板塔板：突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、塔板阻力小，但過去認(rèn)為它很容易漏液、操作彈性小，且易堵塞，應(yīng)用不廣。兩相的組分濃度沿塔高呈連續(xù)變化。 按照塔的內(nèi)件