【正文】 在選取冷凝器時(shí)，用塔頂蒸汽預(yù)熱原料的換熱器沒(méi)有算，但從熱量衡算中可看出，其 熱量很小，所需的換熱器應(yīng)是一個(gè)小型換熱器。在整個(gè)操作過(guò)程中，主要控制進(jìn)料版、進(jìn)料、塔頂、塔釜的回流溫度及壓力。 在本設(shè)計(jì)中考慮了能量的綜合利用 和能量合理的利用，用塔頂蒸汽預(yù)熱原料，一方面為原料的預(yù)熱提供了熱量，節(jié)約了水蒸汽的用量，另一方面，本產(chǎn)品本身得到一部分的冷凝，節(jié)約了冷凝水的用量，按每沒(méi) m3水為 1 元，每噸水蒸汽為 50 元算，每年節(jié)約近 5萬(wàn)元。流程中設(shè)有自動(dòng)控制系統(tǒng)可以保證一定的塔效率，輔助設(shè)備充分滿足要求，并且在設(shè)計(jì)中選用了節(jié)能型工藝流程，具有一定的優(yōu)越性。此線與流體力學(xué)上下限線相較于 A， B兩點(diǎn)，讀出 A， B 兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 值既為 min()gV 和 max()gV ，并求出操作彈性： 操作彈性 = m a xm in() 2350 5 .7 3( ) 4 1 0ggVV ?? 由此可見(jiàn)，該精餾塔的操作彈性大，其操作范圍也相應(yīng)變大，即允許的氣液負(fù)荷變化范圍就大，說(shuō)明塔的適應(yīng)能力強(qiáng)。 過(guò)量霧沫夾帶線 第一點(diǎn)為設(shè)計(jì)點(diǎn)， m h? 由 3 . 265 . 7 1 0 0 . 1v Tfue Hh? ? ??????????? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 ? ?1 3 .260 .15 .7 1 0 Tfu H h? ???? ??????? ? ?1 6 10 ms????? ? ??????? 于是 3( ) 1 . 6 ( 0 . 5 0 2 4 0 . 0 7 5 ) 3 6 0 0 2 4 6 2g T fV u A A m h?? ? ? ? ? ? ? 第二點(diǎn)取液體流量為 310LV m h? ， ? 2 .5 2 .5 0 .0 6 7 0 .1 7fLh h m? ? ? ? ? ?1 3 .260 .15 .7 1 0 Tfu H h? ???? ??????? ? ?1 6 10 ms????? ? ??????? 3( ) 1 . 5 ( 0 . 5 0 2 4 0 . 0 7 5 ) 3 6 0 0 2 3 0 8g T fV u A A m h?? ? ? ? ? ? ? 根據(jù) (,2462)和 (10,2308)兩點(diǎn) ,在負(fù)荷性能涂上作出液沫夾帶線④ 液泛線 第一點(diǎn)為設(shè)計(jì)點(diǎn) m h? ， ? ， ?? ， 2001 0 .6 2 0 .0 62 gP d LLuh h h gC?? ? ??? ? ? ? ????? 已求得 2 3 40 3 3 5LrWVlh ? ??? ???? ? ? ? ? ??? ??????? 液 注 d p L rH h h h? ? ? 2 4001 102 gLugC?? ???? ? ? ? ? ????? 令 11( ) (0 . 4 0 0 . 0 4 7 ) 0 . 2 2 422d T WH H h? ? ? ? ? ? 可見(jiàn) 2 4001 10 42 gLugC?? ??? ? ? ? ? ? ????? 已知 0 ? ，由上式解出 0 m s? ，得 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 300 2 2 . 5 0 . 0 3 1 3 6 0 0 2 5 1 1gV u A m h? ? ? ? ? 第二點(diǎn)取液體流量為 310LV m h? ， ? 0. 62 0. 06 7P d L dh h h h?? ? ? ? ? 2201036000 . 1 5 3 0 . 1 5 3 0 . 0 0 2 30 . 6 5 0 . 0 3 5LrWVhmlh??????? ? ? ? ??? ??? ??液 注 2001 7 7 23 42 gdLuH gC?? ??? ? ? ? ? ????? 由上式解出 0u 為 0 21u m s? 300 2 1 0 . 0 3 1 3 6 0 0 2 3 4 3gV u A m h? ? ? ? ? 根據(jù) (,2511)和 (10,2343)兩點(diǎn) ,在負(fù)荷性能涂上作出液泛線⑤。 提餾段氣液流量的流體力學(xué)上下限線 漏液線 第一點(diǎn)取設(shè)計(jì)點(diǎn)的液體流量 m h? ,故 m s? ,于是 ,相應(yīng)漏夜點(diǎn)的氣體體積流量為 25 . 8 0 . 0 3 2 3 3 6 0 0 6 7 4g O W oV u A m h? ? ? ? ? ? 第二點(diǎn)取液體流量為 310LV m h? , 由液流收縮系數(shù)圖 (《化工原理》下冊(cè) 815 圖 )得 ? , 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 23 23100 .0 0 2 8 4 0 .0 0 2 8 4 1 .1 0 .0 20 .5 2LOW WVh E ml?? ??? ? ? ? ??? ?????? 于是 0. 04 7 0. 02 0. 06 7L W O Wh h h m? ? ? ? ? 對(duì)應(yīng)的漏夜點(diǎn)氣速為 ? ? 56 LLO W oVhhuC ? ??? ? ?? ? ?0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 0 . 0 6 7 0 . 0 0 5 8 0 0 . 44 . 4 0 . 7 1 2 . 5 76 . 1 ms? ? ? ?? ? ?? 故 26 . 1 0 . 0 3 1 3 6 0 0 6 8 0g O W oV u A m h? ? ? ? ? ? 根據(jù) (,674)和 (10,680)兩點(diǎn) ,作直線①即為漏夜線 . 液體流量下限線 令： 3/23 ???????????? ?wLow lVEh 又： E= ? 則： /LV m h? 在負(fù)荷性能圖 /LV m h? 處作垂直線，即為液體流量下限線②。 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 圖 51 苯 甲苯精餾段負(fù)荷性能圖 塔板工作線 在負(fù)荷性能圖 41 上做出斜率為 1232 LVV ?? 的直線 OAB ,既為塔板工作線。 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 液體流量上限線 取降液管內(nèi)液體停留時(shí)間為 3s， 則： 33600 45 36 00 21 .6 /33fTL AHV m h? ??? ? ? 在負(fù)荷性能圖 /LV m h? 處作垂直線，即為液體流量上限線③。 漏夜 計(jì)算克服液體表面張力的作用引起的壓降 h? 4 4 0 . 0 2 2 7 0 . 0 0 59 . 8 1 9 . 8 1 8 0 0 . 4 0 . 0 0 2 5Lohmd? ?? ?? ? ?? ? ? ? 液 注 計(jì)算漏夜點(diǎn)氣速 OWu ? ? 56 LLO W o VhhuC ? ??? ? ?? ? ?0. 00 56 0. 13 0. 06 0. 00 5 80 0. 44. 4 0. 81 2. 575. 8 ms? ? ? ?? ? ?? 1 2 .1 2 .1 1 .5 ~ 25 .8oowuK u? ? ? ?（ ） 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 可見(jiàn)不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液現(xiàn)象。 降液管液體停留時(shí)間 ? 0 . 0 7 5 0 . 1 3 4 9 7 . 2 3 ( )0 . 0 0 1 4fdsAH sL? ? ?? ? ? 即： (3 ~ 5)ss? ?? ，可見(jiàn)停留時(shí)間足夠，不會(huì)發(fā)生氣泡夾帶現(xiàn)象。 節(jié) 提餾段塔板校核 降液管液泛 取板厚 ?od? ，查干板孔流系數(shù)圖 ? 00 .3 9 1 2 .1 /0 .0 3 2 3go Vu m sA? ? ? 干板壓降 2 2001 1 2 .5 7 1 2 .1 2 9 .8 1 8 0 0 .4 0 .8 1Vd LuhmgC?? ?? ??? ? ? ? ? ? ??? ??????? 0 . 3 9 1 . 12 0 . 5 0 2 4 0 . 0 7 5 2ga TfVu m sAA? ? ?? ? ? 故氣相動(dòng)能因子 ? ?0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 51 . 1 2 . 5 7 1 . 7 6a a gF u k g m s?? ? ? ? 查充氣系數(shù) ? 和動(dòng)能因子 aF 間之關(guān)系圖（《化工原理》下冊(cè) 819 圖）確定充氣系數(shù)?? 計(jì)算氣體通過(guò)塔板的壓降 Ph 0. 03 7 0. 62 0. 06 0. 07 4P d Lh h h m?? ? ? ? ? ? 液 注 計(jì)算液體通過(guò)塔板的壓降 rh 2 340 3 3 5LrWVhmlh ? ??? ???? ? ? ? ? ??? ??????? 液 注 計(jì)算降液管內(nèi)清液層高度 dH ，并取泡沫相對(duì)密度 ?? ， 40 . 0 7 4 0 . 0 6 9 1 0 0 . 1 3 4 9d P L rH h h h m?? ? ? ? ? ? ? ? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 而 0 . 4 0 . 0 4 7 0 . 2 2 422TWHh m? ??? 可見(jiàn) dH ＜ ? ?12TWHh?，滿足要求。 液沫夾帶 6 3 .25 .7 1 0 ()v Tfue Hh????? 6 3 .25 .7 1 0 ()2 .5gTfTLVAAHh?? ???? 3 . 260 . 3 45 . 7 1 0 0 . 5 0 2 4 0 . 0 4 50 . 0 2 3 7 0 . 4 5 2 . 5 0 . 0 6?????? ?????? 0 . 0 0 7 / 0 . 1 /k g k g k g k g??液 體 干 氣 體 液 體 干 氣 體 可見(jiàn)液沫夾帶量可以允許。 降液管內(nèi)不會(huì)發(fā)生液泛。因此，所設(shè)板間距可用。因 此，所設(shè)板間距可用。 m w m mLWy x x x xVV? ? ? ? ? ? ? 理論塔板數(shù)的確定 物料流量 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 7 8 . 1 + 8 1 . 7= = 8 022DFMMM k g k m o l? ?精 9 2 + 8 1 . 7= = 8 6 . 922WFMMM k g k m o l? ?提 （ 1）精餾段 3341 .1 2 80= = 12 32 0. 342. 69 + 2. 652g gVMV m h m s? ???精精 3 4 325 .1 2 80= = 2. 47 6. 9 1081 7. 5+ 81 1. 52s LLML m h m s? ??? ? ?精精 （ 2）提餾段 3341 .1 2 86 .9= = 13 93 0. 392. 48 + 2. 652g gVMV m h m s?? ?? ??提提 3 3 34 6 . 7 2 8 6 . 9= = 5 . 0 7 1 . 4 1 07 8 9 . 2 + 8 1 1 . 52s LLML m h m s? ?? ?? ? ? ?精精 塔板數(shù)的計(jì)算 （ 1）因全回流操作所需的理論塔板數(shù)最少，故可用芬斯克方程求解： m in1 1 lg1 1 1 11l g l g WDDWmxxxxN??? ???? ? ? ? ?? ? ? ??? ????? ? ? ???? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?（不包括再沸器）