【正文】 同理提餾段： =；103Ks=(ud)max=min{，103Ks} =ud= Ls/Ad=可見(jiàn)ud(～)(ud)max 合理。 ③ 降液管中的液面高度HdHd= hp+hw+how++hd （516）hd=hd1﹢hd2 hd1= （517） hd2= （518） 塔板上的壓力降，浮閥塔很小，可忽略。所以單板壓降為：精餾段： △P1=(hc+hl)/ ρLg=提餾段： △P2=(hc+hl)/ ρLg=由上可知精餾段和提餾段的單板壓降均在36mmHg之間，故可知精餾段提溜段及全塔平均壓降均在合理范圍內(nèi)，說(shuō)明前面設(shè)計(jì)合理。提餾段：浮閥全開(kāi)前 hc= 。 開(kāi)孔率： =% 提餾段： ==， 空塔氣速=4VS/=開(kāi)孔率： =%查《化工原理課程設(shè)計(jì)》得，%，閥孔數(shù)118個(gè)。(2)浮閥的排列：按等腰三角形排列，底邊固定為75mm，排間距t根據(jù)塔板的開(kāi)孔率選擇便準(zhǔn)系列。 提餾段： =5s合理。=。 以HT=450mm為例： 將數(shù)值代入式（510）解得umax= 取Ks=， K= 則un==u==D== 向上圓整1400mm 同理可計(jì)算500mm及600mm塔徑，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表： 表512 計(jì)算T301提餾段塔徑板間距HT，mm450500600計(jì)算塔經(jīng)D，mm124112111090圓整塔徑D，mm140014001200HTD2，m3 由上表知，根據(jù)體積最小原則，選HT=600mm，D=。s= L39。以HT=450mm為例： umax = （510） 將數(shù)值代入解得umax= 取Ks=，K= 則un==u==D== 同理可計(jì)算500mm及600mm塔徑，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表： 表510 計(jì)算T301精餾段塔徑板間距HT，mm450500600計(jì)算塔經(jīng)D，mm124812151161圓整塔徑D，mm140014001200HTD2，m3 由上表知，根據(jù)體積最小原則，選HT=600mm，D=。 ④塔底出料管管徑dw，取uw= dw== 選用接管：Dg=50mm，即57。 ③ 人孔及手孔設(shè)計(jì)當(dāng)Dg≥800mm時(shí)，采用人孔，每隔6塊板設(shè)一人孔，塔頂、塔釜及進(jìn)料處各一個(gè)人孔，規(guī)格：Dg=450mm。=L+qF=+= kmol/h V39。 ⑤塔底至再沸器的接管管徑dl，取ul= 選一次通過(guò)式再沸器，則 dl== 選用：Dg=100mm。 （2）接管的設(shè)計(jì) ①塔頂蒸汽出口管徑dV，取uV=15m/s dV== 選用標(biāo)準(zhǔn)：接公稱直徑Dg=125mm。 塔高 （58） ①塔頂空間高度＝ ②進(jìn)料板間距 HF=（q=1） ③塔釜高度Hw 塔釜容積： V＝(Vw+VL)(5至15) 取塔釜停留時(shí)間為10分鐘，Vw+VL= 則塔釜體積VB＝(Vw+VL)10= 則 Hw＝V/= 考慮人孔和液體分布器高度，取Hw＝+= ④填料高度H填 ∑HT＝22/＝ 則： H=∑HT+HD+HF+HB=+++= T101的塔體設(shè)計(jì) （1）初步設(shè)計(jì)①筒體采用碳鋼Q235，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》得壁厚為5mm。m=L39。由Trm，Prm查《化工熱力學(xué)》1516頁(yè)普遍化關(guān)系圖，得=，=－=yii= Z=Z0+(Z1)=+()= 氣相密度同精餾段算法： == 選金屬絲網(wǎng)波紋填料JWB700Y。 由Trm，Prm查《化工熱力學(xué)》1516頁(yè)普遍化關(guān)系圖，得Z0=，Z1 =﹣ =yii= （53）Z=Z0+(Z1)=+()= （54）氣相密度 == 液相密度 = 1/∑Xi/= kg/m 選金屬絲網(wǎng)波紋填料JWB250Y。冷水有25℃－45 ℃，△t=4025=15℃，Cp= kJ/(kg如下表：表44 T301混合焓表組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷混合熱焓kJ/kg回流（40℃）質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%HLDi，kJ/kg進(jìn)料（℃）質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%HFi，kJ/kg塔頂（℃）質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%HVi，kJ/kg塔釜（℃）質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%HWi，kJ/kg注：混合熱焓由H=∑Hixi求得（xi為質(zhì)量分率）。 計(jì)算傳熱劑用量 (1)冷卻水用量：取循環(huán)水上水溫度為25℃，循環(huán)下水40℃，水的Cp=(kg.℃)。計(jì)算混合焓值如下表： 表42 組分混合焓組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷合計(jì)x，mol%100H，kJ/kg從25℃－℃需熱量為：Q=F(HF1HF )=8500(－)=106 kmol/h (℃)，= kJ/kg= QB/= kg/h T201能量衡算查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》得回流罐液相各組分焓值，塔頂氣相組分焓值HLDi，進(jìn)料飽和液體組分焓值HFi，和塔底液相組分焓值HWi。列表如下：表41 T101混合焓表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷熱焓kJ/kg回流(40℃)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%HLDikJ/kg進(jìn)料(℃)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%HFikJ/kg塔頂(℃)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%HVikJ/kg塔底(95℃)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%HWikJ/kg注：混合熱焓由H=∑Hixi求得（xi為質(zhì)量分率）。 確定進(jìn)料溫度及壓力PF=PD+NR△P=+36，利用泡點(diǎn)方程∑Pixi = PF進(jìn)行試差。 全塔效率及確定實(shí)際板數(shù)① 全塔效率的計(jì)算平均溫度 T==℃查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》得各組分的粘度，如下表：表326 粘度匯總表組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷，cpxi，mol%由上表可得：= ET=()=()=② 實(shí)際板數(shù)的確定NP=NT/ET=，取整為NP=45塊。%≥97%，故塔頂產(chǎn)品合格?！?。 T301的物料衡算 清晰分割取重關(guān)鍵組分為環(huán)戊烷，輕關(guān)鍵組分為正戊烷，回收率分別為99%和98%。%≥97%，故塔頂產(chǎn)品合格。 塔底溫度的確定 PW=，應(yīng)用泡點(diǎn)方程∑Pixi=PW=：表315 塔底溫度基本數(shù)據(jù)組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷∑Pixixi，mol%PSi(60 oC)PSi(50 oC) 由上表數(shù)據(jù)內(nèi)插，得TW=℃，℃。 塔內(nèi)其他壓力估算及確定，則： PD=+=△PFL=，則PF=△PWF=，則PW= 塔頂溫度的確定PD=，應(yīng)用露點(diǎn)方程∑yi/Pi=1/PD，又1/PD=，計(jì)算塔頂溫度TD。表310 塔底溫度試差表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷∑Pi xixi ，mol%PSi(70 oC)PSi(80 oC) 由上表數(shù)據(jù)內(nèi)插，可得TF= oC。知Nm=，Rm=。如下表： 表37 餾出液的含量組分異丁烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷di，wi，kmol/h103102105107xi 105104107109比較103103103103由以上表知清晰分割成立。 塔底溫度確定 初始設(shè)PW=∑Kixi =1即∑Pixi/PW=1確定塔底溫度TW。各組分原始數(shù)據(jù)表如下：表31 原料物性表組分分子量質(zhì)量分率%質(zhì)量流率kg/h摩爾流率kmol/h摩爾分率%丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷總計(jì)1008500100 T101物料衡算 清晰分割取重關(guān)鍵組分為異戊烷，輕關(guān)鍵組分為正丁烷，回收率分別為99％、99%。塔頂餾出物A組分經(jīng)冷凝器冷凝后進(jìn)入回流罐V102，然后部分回流至塔T101。 T301驗(yàn)算 T301取輕關(guān)鍵組分為正戊烷，重關(guān)鍵組分為環(huán)戊烷，回收率為98%和99%。各組分原始數(shù)據(jù)如下表：表22 原料各組分性質(zhì)及原始數(shù)據(jù)匯總編號(hào)組分相對(duì)分子質(zhì)量摩爾流率kmol/h摩爾分?jǐn)?shù)mol%質(zhì)量流率kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)m%A丙烷異丁烷正丁烷B異戊烷C正戊烷D環(huán)戊烷異己烷合計(jì)1008500100 假設(shè)生產(chǎn)總進(jìn)料為100kmol/h，并進(jìn)行清晰分割。選擇方案如下：需要三個(gè)塔ABCDA BCDBCDC DCD圖21分離方案優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)料中含量多的組分提前分離，減少了后續(xù)塔的流率及再沸器的熱負(fù)荷，節(jié)約能耗和設(shè)備費(fèi)用，同時(shí)分離很高回收率的組分的塔放在了塔序的最后，這時(shí)非關(guān)鍵組分減少了，使得塔徑減小，進(jìn)而減少了設(shè)備費(fèi)用。79中國(guó)石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章 工藝方案及工藝流程示意圖表21 原料組成序號(hào)原料組分摩爾分?jǐn)?shù)，mol%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，kg%分子量1丙烷2異丁烷3正丁烷4異戊烷5正戊烷6環(huán)戊烷7異己烷 （1）根據(jù)以下原則，來(lái)選擇最佳方案： 。在當(dāng)今世界能源供應(yīng)日趨緊張的形勢(shì)下，將其作為普通燃料燒掉是對(duì)有限資源的浪費(fèi)。在天然氣、液化氣無(wú)法滿足經(jīng)濟(jì)生活增長(zhǎng)需求的情況下，戊烷燃料將是一些地區(qū)未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的理想燃料。 戊烷混合烴[1]在我國(guó)的儲(chǔ)量與液化石油氣產(chǎn)量相當(dāng)，作為一次能源替代液化氣、柴油、電等二次能源，對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率，作為天然氣投入產(chǎn)出不經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的有益補(bǔ)充，具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。異戊烷：純品為無(wú)色透明的易揮發(fā)液體，具有令人愉快的芳香氣味，不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚等多數(shù)有機(jī)溶劑；極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，且對(duì)人體具有麻醉及輕度的刺激作用。石化廠生產(chǎn)的副產(chǎn)品“拔頭油”是以戊烷為主的液態(tài)烴類混合物。液態(tài)輕烴中最輕的部分是CC6，飽和的CC6是鼓泡制氣的最好原料。采用的生產(chǎn)方式：3塔順序精餾。Design目錄第一章 前言 1 生產(chǎn)任務(wù)情況 1 產(chǎn)品性能用途及市場(chǎng)需求 1 2 2 3第二章 工藝方案及工藝流程示意圖 4 4 確定方案是否合適 5 T