【正文】 進(jìn)料處兩板間距增大為 設(shè)置 20 個人孔，人孔所在處兩板間距增大為 裙座取 5m,塔頂空間高度 ,釜液上方氣液分離高度取 4m. 設(shè)釜液停留時間為 30min 釜液高度：22 **4 6 0 3 2 1 *4*1 8 0 04*60*30 ???DqH l vw ?? = 所以，總塔高 h=81+()+5++4++20*()≈100m 溢流裝置的設(shè)計 1. 降液管 （弓形） 由上述計算可得：降液管截面積： Ad=AT= 68 ??? ?ATD 53 由 Ad/AT=,查《化工原理》（下冊） P113 的圖 可得： lw/D=， Bd/D= 所以， 堰長 lw==，堰寬 Bd==，降液管面積 = m2 2．溢流堰 溢流強(qiáng)度 qvlh’/lw=*3600/=(1001。 kg/s 提餾段液相流量 qnl39。 結(jié)論：理論進(jìn)料為 51 塊板，理論總板數(shù)為 109 塊（包括釜） 實際進(jìn)料第 85 塊板，實際總塔板數(shù)為 180 塊。 帶入程序，得理論進(jìn)料為 51 塊板，理論總板數(shù) 為 109 塊（包括釜） 則實際板數(shù)為（ 1091） /=180 塊。 再通過精餾線與 q 線的交點。 第二次： 實際板為 塊。 計 算出 w1=， w2=。 利用 excel 計算出塔底壓力 ，插值出 α= 計算出 d1=， d2=。 } 其中 a,d1,d2,w1,w2 分別為 49 相對揮發(fā)度，精餾線斜率，精餾線截距，提餾線斜率，提餾線截距。 else continue。amp。 x=y/(a(a1)*y)。 for(。} printf(in=%d\n,n)。()) break。 if(xamp。n++) { y=d1*x+d2。 n++。 y=。w1,amp。d1,amp。 scanf（ “%f%f%f%f%f\n”,amp。 其中 N 是假設(shè)實際塔板數(shù)， P 單位為 Mpa 5 給出假設(shè)，進(jìn)行迭代： 具體為： 47 假設(shè)實際板數(shù) ——確定塔頂塔底壓力 ——根據(jù)壓力和組成算出相對揮發(fā)度 ——平均相對揮發(fā)度 ——理論板數(shù) —— 實際板數(shù) ——與 假設(shè)比較 其中：eeeD xy yXR ???m in RR? q 線方程 ey = 平衡關(guān)系 eee yyx )1( ??? ?? 精餾線方程 11 ???? RxRRy D 提餾線 流程圖： 計算程序： include WnWnFnL nWnnWnFnL nFnLn xqqqq qxqqqq qqqy ????? ??? 1 48 main(){ float x,y,a,d1,d2,w1,w2。 5.《化工原理》（下冊） 平衡關(guān)系： x=y/(α(α1)y). 4 估算塔底的壓力： 已知塔頂?shù)膲毫?（表），即 （絕） 工程經(jīng)驗每塊塔板壓降 100mm 液柱，丙烷 丙烯：密度 。 3.《化工物性算圖手冊》，劉光啟、馬連緗、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年。 飽和 附錄二 參考文獻(xiàn)： 1.《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》，匡國柱、史啟才主編，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年。 附錄一 主要符號說明 符號 意義與單位 符號 意義與單位 A 塔板上方氣體通道截面積 m2 E 液流收縮系數(shù) Aa 塔板上有效傳質(zhì)區(qū)面積 m2 ev 單位質(zhì)量氣體夾帶的液沫質(zhì)量 Ad 降液管截面積 m2 F0 氣體的動能因子 kg1/2/(s*m1/2) F1 實際泛點率 Ao 板孔總截面積 m2 Nt 理論塔板數(shù) AT 塔截面積 m2 Np 實際塔板數(shù) b 液體橫過塔板流動時的平均寬度 m Z 塔高 m bc 塔板上邊緣寬度 m p 系統(tǒng)總壓力 kPa 組分分壓 kPa 45 bd 降液管寬度 m Δpf 塔板阻力降 N/ m2 bs 塔板上入口安定區(qū)寬度 m Φ 熱負(fù)荷 w(kw) b’s 塔板上出口安定區(qū)寬度 m qnD 餾出液摩爾流量 kmol/h C 計算液泛速度的負(fù)荷因子 qnF 進(jìn)料摩爾流量 kmol/h C20 液體表面張力 20mN/m 時的負(fù)荷因子 qm 質(zhì)量流量 kmol/h Co 孔流系數(shù) qnL 液相摩爾流量 kmol/h D 塔徑 m qnv 氣相摩爾流量 kmol/h do 篩孔直徑 m qnW 釜液摩爾流量 kmol/h ET 塔板效率 qn Lh 液相體積流量 m3 /h qnLs 液相體積流量 m3 /s hσ 克服液體表面張力的阻力 m qnVh 氣相體積流量 m3 /h how 堰上方液頭高度 m qnVs 氣相體積流量 m3 /s hw 堰高 m R 回流比 K 相平衡常數(shù) r 摩爾汽化潛熱 kJ/kmol k 塔板的穩(wěn)定性系數(shù) T 熱力學(xué)溫度 K lw 堰長 m t 攝氏溫度 ℃ M 摩爾質(zhì)量 kg/kmol FLV 兩相流動參數(shù) ρ 密度 kg/m3 f 汽化分?jǐn)?shù) σ 液體表面張力 mN/m Hd 氣相摩爾焓 kJ/kmol τ 時間 s H’d 降液管內(nèi)清液層高度 m Φ 降液管中泡沫層的相對密度 Hf 降液管內(nèi)泡沫層高度 m ? 篩板的開孔率 hb 降液管底隙 m u 設(shè)計或操作氣速 m/s hd 液體流過降液管底隙的阻力 m ua 通過有效傳質(zhì)區(qū)的氣速 m/s hf 塔板阻力（以清液層高度表示 m） uf 液泛氣速 m/s ht 塔板上的液層阻力（以清液層高度表示 ） m uo 篩孔氣速 m/s ho 干板阻力 （以清液層高度表示） m zf 進(jìn)料的摩爾分?jǐn)?shù) h’o 嚴(yán)重漏液時的干板阻力 m α 相對揮發(fā)度 u’o 嚴(yán)重漏液時相應(yīng)的閥孔氣速 m/s β 塔板上液層的充氣系數(shù) x 液相摩爾分?jǐn)?shù) y 氣相摩爾分?jǐn)?shù) HT 塔板間距 m 下標(biāo) A.B 組分名稱 min 最小 c 冷卻水 max 最大 D 餾出液 n 塔 板序號 e 平衡 opt 適宜 46 F 進(jìn)料 q 精。再如之后的管路，泵的設(shè)計，由于時間太緊，很多都是參考了別人的別人的設(shè)計。并且在交流中也增進(jìn)了友誼和合作能力。不僅鍛煉了找資料，消化知識并進(jìn)行再設(shè)計的能力，還鍛煉了我的 word 和 excel 能力，練習(xí)了 C 語言編程和 CAD 作圖。對于各個單元的分布和管線的布置，在和大家商量后，得到了比較適宜，一致的方案。流程圖由于是第一次做，也是借鑒了大家的經(jīng)驗，對自己的設(shè)計進(jìn)行了修改。 至于 CAD 作圖，由于我的基礎(chǔ)較好，并不是很困難。這次課程設(shè)計給了我很多這方面的經(jīng)驗教訓(xùn)。這都鍛煉了我這方面的能力，所謂設(shè)計就是查資料的能力，現(xiàn)階段的設(shè)計都需要標(biāo)準(zhǔn)。采用先假設(shè)，用 excel計算精餾線，提餾線參數(shù)，再輸入進(jìn)程序的方法，用兩次迭代計算出了實際塔板數(shù)，很有效率。不過當(dāng)看著近 50 頁自己的成果，還是很有成就感的。 在本次課程設(shè)計過程中，感覺最累的就是輸公式，每次都要調(diào)公 43 式 ，輸完后還得排版，萬一發(fā)現(xiàn)數(shù)算錯了還得返工。在這兩周中，我?guī)缀鯇ⅰ痘返暮Y板塔設(shè)計和《課程設(shè)計》的第三，五章翻爛了。最常用的間接質(zhì)量指標(biāo)是溫度。精餾塔最直接的質(zhì)量指標(biāo)是產(chǎn)品濃度。其內(nèi)徑為 m 2．塔頂蒸汽管： 40 取原料流速： u=12m/s 體積流量： V=則?uVd 4? = m 取管子規(guī)格 Ф21915 . 其內(nèi)徑為 ，其實際流速為 u=24dV?=3. 塔頂產(chǎn)品管 取原料流速 u=，其體積流量： V=則?uVd 4? = 取管子規(guī)格 Ф705. 其內(nèi)徑為 m，其實際流速為 u=24dV?=4. 回流管 取原料流速： u=： V=則?uVd 4? = 取管子規(guī)格 Ф1946 . 其內(nèi)徑為 ，其實際流速為 u=24dV?=5．釜液流出管 取原料流速： u=： V= 41 則?uVd 4? = m 取管子規(guī)格 Ф57. 其內(nèi)徑為 m。 管程溫度由 ℃ 降到 25℃ 管程流率： qmWs=丙烷液體焓變： ΔH = Cp* (t1t2)=282kJ/kg 傳熱速率： Q= qmWs?ΔH = 殼程取焓變： ΔH’ = Cp* (t1’t2’)=則殼程流率： qc=Q/ΔH=*3600/=Ktttttm 2025)2025()(21ln21 ??????????????293 mtK QAm ????Ktt ttt m 2025 )2025()(21ln 21 ??? ?????? ????? 35 假設(shè)傳熱系數(shù)： K=850 w/(m2?K) 則傳熱面積： 圓整后 取 A=6m2 容器 容器填充系數(shù)取： k= 1．進(jìn)料罐（常溫貯料） 20℃ 丙稀 ρL1 =526kg/m3 丙烷 ρL2 =500kg/m3 壓力取 可知 進(jìn)料 Xf=65% Wf=526*(526*+500*)=% 則 = kg/m3 進(jìn)料質(zhì)量流量： qmfh=3600 qmfs=3600*=取 停留時間： x 取為 4 天，即 x=96h 進(jìn)料罐容積： (*96)/(*)= 圓整后 取 V=794 m3 2．回流罐（ 43℃ ） 質(zhì)量流量 qmLh=3600R*qmDs =3600**=設(shè)凝液在回流罐中停留時間為 ，填充系數(shù)取 k= 則回流罐的容積 (*)/(460*)= 取 V=24m3 3．塔頂產(chǎn)品罐 mtK QAm ????500526 100 ???L??? kxqV LmLh1??? kxqV Lmfh? 36 質(zhì)量流量 qmDh=3600qmDs =3600*= kg/h； 產(chǎn)品在產(chǎn)品罐中停留時間為 72h，填充系數(shù)取 k= 則產(chǎn)品罐的容積 (*72)/(526*)= 取 V=378m3 4. 釜液罐 取停留時間為取 5 天，即 x=120h 質(zhì)量流量 qmWh=3600qmWs =3600*=則釜液罐的容積 (1059*120)/(500*)= 取 V=364m3 5. 殘液罐 可以取容積與回流罐相似，稍大 V=26m3 管路設(shè)計及泵的選擇 一、泵的設(shè)計 1．進(jìn)料泵 (兩臺，一用一備 ) 取液體流速： u=液體密度： kg/ m3 qVfs = qmfs / = 取 d=64mm 液體粘度 μ= 取 ε= ?? kxqV LmDh1??? kxqV LmWh2??L?L?muqd V f s * *44 ??? ? 37 相對粗糙度： ε/d= 5100 5 3 ??? ??du 查穆迪圖得： λ= 取管路長度： l=100m 取 90 度彎管 4 個，截止閥一個，文氏管流量計 1 個 ? ?? ?????? mgpgud lehf c )1( 2 ??? 取 mZ 50?? ? ??????? mhfgugpfZHe 2? qVLh = 3600*4 2 ud? =選取泵的型號： MPH 揚程： 15～ 130m 流量： ～ /s 2．回流泵（兩臺，一開一用） 取液體流速： u=液體密度： qVLs = qmLs / = 取 d= 液體粘度 sm P a ?? 0 ? 取 ε= 3/470 mkgL ??L?muqd V L s * *44 ??? ? 38 相對粗糙度： ε/d= 5102 0 5 ??? ??du 查得： λ= 取管路長度： l=100m 取 90 度彎管 4 個，截止閥一個，文氏管流量計 1 個 ? ?? ?????? mgpcgud lehf )1( 2 ??? 取 mZ 100?? ? ??????? mhfgugpfZHe 2? qVLh = 3600*4 2ud? =選取泵的型號： HJ 揚程： 5～ 1250m 流量： ～ 400m3 /s （兩臺，一開一用） 取液體流速：