【正文】 為了將來(lái)工作得心應(yīng)手，我認(rèn)真對(duì)待這次課程設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)是由論述、計(jì)算、繪圖三部分組成，所以只要計(jì)算缺少相應(yīng)的論證；或計(jì)算、繪圖馬虎草率的設(shè)計(jì)都是不符合要求的。此外，在考慮回收熱能的方案時(shí)還要以精餾塔可能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作為前題。 5）在確定進(jìn)料狀態(tài)和加料方式時(shí)既要考慮便于平穩(wěn)操作，還要考慮相關(guān)工序的實(shí)際情況等因素。 3）在確定操作壓力時(shí)則必須考慮所處理的液體混合物的性質(zhì)等因素，如熱敏性物料采用真空蒸餾，而對(duì)于沸點(diǎn)低常壓下呈氣態(tài)的物料則應(yīng)在加壓下進(jìn)行蒸餾。本設(shè)計(jì)中還是存在一些重要的問(wèn)題：選定精餾方案是完成設(shè)計(jì)的先決條件，因?yàn)榫锼に嚦叽绲拇_定不僅與所處理物系的性質(zhì)、給定的生產(chǎn)能力、組成要求有關(guān)，還與操作壓力、回流液狀態(tài)、加熱方式以及所選用設(shè)備的型式等一系列因素有關(guān)，所以在進(jìn)行精餾塔設(shè)計(jì)選定精餾方案和擬定精餾裝置流程的工作必須首先進(jìn)行．但是考慮方案的確定必須要：1）必須考慮工藝要求與平穩(wěn)操作問(wèn)題。尺寸確定：裙座名義厚度：裙座筒體的內(nèi)徑：裙座筒體的外徑：基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：基礎(chǔ)環(huán)外徑：。為了制作方便，一般采用圓筒形。③許用應(yīng)力該精餾塔筒體采用鋼板卷焊而成，材料選擇Q235B，根據(jù)GB32741988，查得： ⑤焊縫系數(shù)按照GB150規(guī)定，焊縫系數(shù)主要考慮焊縫形式與對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)長(zhǎng)度兩個(gè)因素，本設(shè)計(jì)采用全焊透對(duì)接焊，對(duì)焊縫作局部無(wú)損探傷，則=表15 筒體的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)壓力/MPa設(shè)計(jì)溫度/℃許用應(yīng)力/MPa焊縫系數(shù)150113壁厚的確定：計(jì)算厚度=該系統(tǒng)中苯和甲苯對(duì)筒體腐蝕較小，腐蝕裕量取2mm則筒體的設(shè)計(jì)厚度則筒體的名義厚度 15mm則筒體的有效厚度 （3）封頭 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，材料選用Q235B,除封頭的拼接焊縫需100%探傷外，其余均為對(duì)接焊縫局部探傷。N——實(shí)際塔板數(shù)。H39。本設(shè)計(jì)取HD＝＝1200mm⑥塔底空間高度HB塔底空間高度HB是指塔底最末一層塔板到塔底封頭的底邊處的距離，具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有1015分鐘的儲(chǔ)量，以保證塔底料液不致排完，但若塔的進(jìn)料設(shè)有緩沖時(shí)間的容量，則塔頂容量可較小，對(duì)于塔底產(chǎn)量大的塔，塔底容量也可取小些，有時(shí)僅取35分鐘的儲(chǔ)量。④進(jìn)料段高度HF進(jìn)料段空間高度HF取決于進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)型式和物料狀況，一般HF比HT大，有時(shí)要大一倍，為了防止進(jìn)料直沖塔板，常在進(jìn)料口處考慮安裝沖突實(shí)施，如防沖板，入口堰，緩沖管等，HF應(yīng)保證這些實(shí)施的安裝。本設(shè)計(jì)取500mm。其選擇可參照表101塔間距與塔徑的關(guān)系。板間距大，可允許氣流速度較高，塔徑可小些。有物料進(jìn)出口接管、進(jìn)排氣接管、側(cè)線進(jìn)出口管，安裝檢修用人孔，手孔接管、各種化工儀表接口等。表11 冷凝器和再沸器的熱負(fù)荷項(xiàng)目進(jìn)入溫度/t流出溫度/t換熱面積熱量負(fù)荷/（kJ/h）全冷凝器355440000冷卻水（塔頂）2535再沸器354980000冷卻水（塔底）25100（2） 確定塔體各接管及材料①蒸汽管在常壓下取u=30m/s，以實(shí)際精餾段和提餾段最大的來(lái)計(jì)算查管子規(guī)格表，得蒸汽接管用245mm12mm的熱軋鋼管②回流管由泵輸送取u=＝82mm查管子規(guī)格表，得回流管用83mm4mm的熱軋鋼管③進(jìn)料管由泵輸入塔內(nèi)，取=51mm查管子規(guī)格表，得進(jìn)料管用60mm4mm的熱軋鋼管④塔釜液出口管取u＝查管子規(guī)格表，得塔釜液出口管用70mm4mm的熱軋鋼管⑤進(jìn)入再沸器的氣液混合液入口管取u＝＝＝112mm查管子規(guī)格表，得再沸器的氣液混合液入口管用121mm4mm的熱軋鋼管⑥再沸器進(jìn)入塔內(nèi)管選擇臥式再沸器氣化率為50％＝＝查設(shè)計(jì)資料，由于u=10—30m/s，取20m/s 則查管子規(guī)格表，得再沸器進(jìn)入塔內(nèi)管用402mm9mm的熱軋鋼管表12 塔各接管及材料項(xiàng)目公稱(chēng)直徑/mm壁厚/mm材料蒸氣管2457熱軋鋼管回流管834熱軋鋼管進(jìn)料管544熱軋鋼管塔釜液出口管654熱軋鋼管再沸器的入口管1214熱軋鋼管再沸器進(jìn)入塔內(nèi)管4029熱軋鋼管9. 塔總體構(gòu)型（1）總體結(jié)構(gòu) 精餾塔設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)包括：塔體、內(nèi)件（主要包括人孔、平臺(tái)、扶梯、吊柱、保溫圈等）、支座、附件（如塔內(nèi)部裝有塔板、降液管及各種物料進(jìn)出口接管，附屬裝置）。且列管尺寸為19mm，管心距為25mm，列管長(zhǎng)度為4500mm，管子總根數(shù)為1148，中心排管數(shù)為38。（3）按照固定的氣液比，由下面兩個(gè)圖，可查出精餾段的塔板氣相負(fù)荷上限＝氣相負(fù)荷下限＝提餾段的塔板氣相負(fù)荷上限＝氣相負(fù)荷下限＝圖11精餾段操作性能圖圖12 提餾段操作性能圖精餾段 操作彈性/＝提餾段 操作彈性/＝8. 塔的附屬設(shè)備計(jì)算（1） 全塔熱量衡算 通過(guò)對(duì)精餾塔全塔的熱量衡算以確定再沸器的蒸汽用量，如圖14所示，對(duì)精餾塔進(jìn)行全塔的熱量衡算。依據(jù)公式，液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間為以＝5s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則精餾段 ＝＝＝提餾段 ＝＝＝求出上限液體流量值（常數(shù)）。因此，與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊后w高度為精餾段 ＝+＝提餾段 ＝+＝則精餾段單板壓降＝g＝＝552Pa提餾段單板壓降＝g＝＝所以假設(shè)符合要求。取同一橫排的孔心距為 t＝，估算排間距，即精餾段＝==提餾段===考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊板的支承與銜接也是要占去一部分鼓泡區(qū)的面積，而應(yīng)該小于此值。L39。S μB= pA=792kg/m179。S所以ET＝=應(yīng)指出奧康奈爾方法適用于較老式的工業(yè)塔及試驗(yàn)塔的總效率關(guān)聯(lián)，所以對(duì)于新型高效的精餾塔來(lái)說(shuō)，總效率要適當(dāng)提高。在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要選定回流比。此次設(shè)計(jì)是在常壓下操作。精餾裝置包括精餾塔、原料預(yù)熱器、蒸餾釜、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。 苯和甲苯的混合溶液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱到泡點(diǎn)后，送入精餾塔。 仔細(xì)考察操作條件變動(dòng)前后的溫度分布的變化，即可發(fā)現(xiàn)在精餾段或提餾段的某些塔板上，溫度變化最為顯著。這樣都可以提高精餾塔的熱力學(xué)效率。 （直接或間接）選擇間接加熱如果分離的混合溶液為水溶液，且水是難揮發(fā)組分，這選擇直接加熱較好，以省去再?gòu)U氣，提高熱能利用率。由于苯和甲苯在常壓下有很好的分離效果，而且苯和甲苯也不是難揮發(fā)的物質(zhì)，同時(shí)也從合理的經(jīng)濟(jì)成本和設(shè)備條件來(lái)考慮 （熱狀況） 選擇泡點(diǎn)進(jìn)料 進(jìn)料狀態(tài)直接影響塔板數(shù)、塔徑、回流量、塔的熱負(fù)荷等參數(shù)的計(jì)算，所以在工藝計(jì)算前要首先加以確定。對(duì)于沸點(diǎn)低、在常壓下為氣態(tài)的物料，則應(yīng)在加壓下進(jìn)行蒸餾。下面結(jié)合課程設(shè)計(jì)的需要，對(duì)某些問(wèn)題作些闡述。m1/2）；g——重力加速度，m／s2；hl——進(jìn)口堰與降液管間的水平距離，m；hc——與干板壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m液柱；hd——與液體經(jīng)過(guò)降液管時(shí)的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m液柱；h1——與板上液層阻力相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m液柱；hL——板上清液層高度，m；hn——齒形堰的齒深，mho——降液管的底隙高度，m；hOW——堰上液層高度，m；hW——出口堰高度，m；Hd——降液管內(nèi)清液層高度，m；HT——板距，m；K——物性系數(shù)，無(wú)因次；lW——堰長(zhǎng)，M；L——液體摩爾流量，kmol/hLh——液體流量，m3／h；Ls——液體流量，m3／s；NP——實(shí)際板層數(shù)；NT——理論板層數(shù)；；△P——壓強(qiáng)降，Pa；R——鼓泡區(qū)半徑，m，或回流比，無(wú)因次；t——孔心距，m；t’——排間距，m；u——空塔氣速，m/s；umax——極限空塔速度(液泛速度)，m/s：uo——閥孔氣速，m/s；uoc——臨界孔速，m/s；u’o——降液管底隙處液體流速,m/s；Vh—