【正文】 十七、參考文獻 （ 1）匡國柱，史啟才主編 《化工單元過程及設(shè)備課程教材》，化學(xué)工業(yè)出版社， （ 2）夏清、陳常貴主編《化工原理》上、下冊，天津大學(xué)出版社， （ 3） 賈紹義、 柴成敬主編的《化工原理課程設(shè)計》，天津大學(xué)出版社， （ 4）陳均 志、李磊編著《化工原理實驗及課程設(shè)計》，化學(xué)工業(yè)出版社， （ 5）謝端綬等合編《常用物料物性數(shù)據(jù)》，化學(xué)工業(yè)出版社， 。更重要是讓我進一步感受到一些道理，萬事開始難，很多事情開端給人感覺很復(fù)雜，但當(dāng)你開始做后，思路就慢慢清晰啦，也知道了實踐才是解決問題的根源。 wt : 75℃ → 35℃ t : 45℃ ← 25℃ t? : 30℃ 10℃ Ctwm ???? 552 3575 , Ct m ????? 2 0 )1030ln ( 1030 查手冊得 溫度下的苯和甲苯的比熱皆為 CkgkJC p ??? 故 skJtmCQ PW 0 8 )3575(7 6 3 ??????? 依然取 K=600w/m2.℃，所以 mtkQA mW ?? ???? 同理得其冷卻水用量為 年萬噸總 5 3 9 3 0243 6 0 05 4 ,5 4 ?????? mskgm 經(jīng)濟估算 設(shè)備費用計算（ R=） 塔體費用 塔體真實直徑為塔徑加壁厚即： +2? = 故其塔體截面積為： 22 m??? 塔總高度 mH ??????? 所以其塔體體積為 : 2 7 mV ????? 塔截面積塔總高 按塔體報價 5000 元 /（立方米塔），故其塔體費用為： ??5000 萬元 26 塔板費用 塔板總面積 20 3 0 mAA T ????? 塔板數(shù) 按塔板報價 3000 元 /（平方米塔板 F1型浮閥（重閥））， 故其塔板總費用為： ?? 總換熱器費用 5個換熱器的總面積為： m????? ， 按傳熱面積報價 4000 元 /平方米， 故其總換熱器費用： 萬元58 3 ?? 總設(shè)備費用 總設(shè)備費用為： ++= 萬元 固定資產(chǎn)折舊后年花費用 折舊后每年設(shè)備花出的費用按下列公式估算： 萬元年壽總費用 9 5 0 3 ???? 清水用 量費用 依據(jù)前面可知，每年塔頂冷凝器用水量 ?m 釜液冷卻一年用水量 ?m 按冷卻水報價為 16 元 /（噸 /小時） 故其冷卻水總費用為： 年萬元3 3 7 2 31610)5 3 9 1 ( 4 ???? 柴油用量費用 依據(jù)前面可知，每年再沸器柴油用量 ?m 原料預(yù)熱年用柴油量 ?m 按柴油費報價為 160 元 /（噸 /小時） 故其柴油總費用為： 2 5 116010)1 3 4 ( 4 ???? 料液輸送費 按料液輸送報價 3 元 /（噸 /小時）， 得其年料液輸送費為： 年萬元4 6 4 2 1 4 ??? 27 總操作費用 由上可得其總操作費用為： 年萬元6 8 2 6 8 04 6 4 2 5 13 3 7 2 3 ??? 年總成本 由以上可得年總成本為： ?? 年總操作費年設(shè)備費 ?? 十六、個人總結(jié)及對本設(shè)計的評述 通過查資料與多次的修改，這次化工原理課程設(shè)計，工程量還是很大，也花了差不多兩周的時間，但還是做成功了。 所以 kgkJII DV 7 6 77 1 7 92 8 ?????? 查苯和甲苯的焓圖得其進料溫度下的焓值為 kgkJI A ? ， kgkJIB ? 所以 kgkJI V 5 4 77 1 7 42 8 ????? 將數(shù)據(jù)代入 0???? LV FV II IIq得 kgkJI F ? 從前面可知 和 CQ 的值，并分別把它們的值代人全塔熱量衡算式得： skJQ B ? 再沸器的傳熱面積 A T 柴油 :290℃ → 160℃ TW:℃ ← ℃ t? :℃ ℃ 故 Ctm ????? 0 1) 7 9ln ( 7 9 因?qū)儆谝?— 汽傳熱，故可取 K=1000w/m2.℃ 所以tkQA B??= 0 11 0 0 0 1 0 0 7 5 6 m?? ? 再沸器的柴油的用量 查手冊得比密度為 ，溫度為 160℃的柴油焓值： 24 kgkcalH ? ? 溫度為 290℃的焓值 : kgkJkgk c a lH ?? 所以 skgHQm B 7 5 6 ????? 故一年柴油的用量 年萬噸總 3 0243 6 0 ?????m 先用塔底產(chǎn)品預(yù)熱，再用柴油預(yù)熱。 ()1000 how wLhEl? = 從而計算出下限值，取 E=1 19 則， smlL WS /0 0 0 4 6 0 05 2 ) 1 0 0 00 0 (3 6 0 0) 1 0 0 00 0 ( 32/32/3m i n ????????? 依此作出液相負荷下限線 (5)，該線為氣相流出無關(guān)的豎直線。3600 fThAHL? ?=3— 5S ， 則 smHALs Tf /0 0 2 9 )( 3m a x ???? 液相負荷上限線（ 3）在 VS— LS 圖中為與氣相流量 無關(guān)的垂 線。 液泛線 依前可知 hp=hc+hI+hσ Hd=hp+hL+hd Hd＜φ (HT+hw) 得：φ (HT+hw)= p L d c I L dh h h h h h h h?? ? ? ? ? ? ?由此式確定液泛線，忽略 h項。39。39。 因 此 ， 與 氣 體 流 經(jīng) 一 層 浮 閥 塔 板 的 壓 強 降 所 相 當(dāng) 的 液 柱 高 為hp=+= . 則單板壓降△ Pp= Pagh Lp ** ???? ? ＜ 700Pa 故設(shè)計合理。00 ???? uF 閥孔動能因數(shù) F0變化不大，仍在 9~12 范圍內(nèi)。 ???? 同理可得 t2? = t3? = smNVsu /)()(39。0 0swLh lu? 可取降液管底隙處液體流速取 uo39。 32. 84 ()1000 how wLhE l? ，近似取 E=1， hL= Lh=Ls*3600=*3600=故 how1= 同理可得 how2= how2= 取板上液層高度 hL= 則 hw1=hLhow == 同理可得 hw2= hw3= 14 圓形降液管寬度 Wd和面積 Af： 由 lw/D=,查弓形降液管的寬度和面積圖可得： Af/AT=， Wd/D= 故 Af=*= ,Wd=*= 驗算液體在降液管中的停留時間： sLHA hTf )0 0 1 2 *3600/(**3600/*36001 ???? ?1 5S 同理可得 ?2=5S ?3=5S 故降液管尺寸可用。其中 NT精=8， NT提=7(不包括再 沸器 ) 進料板位置為第 9層。 ⑤、圖解法求理論板層數(shù)，如圖 1 所示。 L=R D= = kmol/h V=(R+1) D= = kmol/h L’ =L+q F=+0 = kmol/h V’ = V+(q1)F=+1 =④、求操作線方程。在圖 1 中對角線上，自點 e（ ,） 以及斜率 q/(q1)=0/(01)=0 作直線 ef交平衡線于 q。 9 圖 1 圖解法求理論塔板層數(shù) ②、求最小回流比及操作回流比。 三、精餾塔設(shè)計 工藝條件的確定 苯與甲苯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表 31 常壓下的相平衡數(shù)據(jù) 溫度 /℃ 85 90 95 100 105 /AP kpa? /BP kpa? 40 46 54 86 ? x 0 y 0 表 32 苯與甲苯的物理性質(zhì) 物質(zhì) 分子式 相對分子量 沸點 /℃ 臨界溫度 /℃ 臨界壓力 /Pa 苯 C6H6 甲苯 C7H8 表 33 Antoine 常數(shù)值 物質(zhì) A B C 苯 甲苯 表 34 苯與甲苯的液相密度 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 130 3, / ( / )L kg m? 苯 815 3, / ( / )L kg m? 甲 苯 810 表 35 液體的表面張力 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 130 //mN m?苯 （ ） 7 //mN m?甲 苯 （ ） 表 36 液體的黏度 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 130 /mpa s? ?苯 /mpa s? ?甲 苯 表 液體的汽化熱 ? 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ? 苯 /(KJ/Kg) ? 甲苯 /(KJ/Kg) 7080901001101200 1 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量： MA=甲苯的摩爾質(zhì)量： MB= xf=()/(+)= xD=()/(+)= xw=()/(+)= 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 MF=xFMA+(1xF)MB= +（ ） = 8 MD=xDMA+(1xD)MB= +() =MW=xWMA+(1xW)MB= +() = kg/kmol 操作壓力選定 最底操作壓力：取回流罐物料的溫度為 30℃，查手冊得 POA =，POB = XD=(P 回 POB)/(POA POB)=,可得 P 回 =. Pmin==+= 取塔頂操作壓力 P==*= 物料衡算 原料處理量 F=2300/= kmol/h 總物料衡算 F=D+W= kmol/h ……………… ① 苯物料衡算 = D+ W …… ② 聯(lián)立①②解得 D= kmol/h W= kmol/h F=2300 kg/h=W=D= 物料 kg/h kg/s 萬噸 /年 kmol/h kmol/s F 2300 ` D W 四、塔板數(shù)的確定 理論板層數(shù) NT的求取 苯 — 甲苯屬理想物系，可采用圖解法求理論塔板層數(shù)。最終，完成苯與甲苯的 分離。液相混合物就從塔底一部分進入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點溫度重新回到精餾塔?；旌衔镏屑扔袣庀嗷旌衔?，又有液相混合物，這時候原料混合物就分開了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾 6 塔中下降。 五：結(jié)構(gòu)簡單，造價低，安裝檢修方便。 三：流體阻力小：流體通過塔設(shè)備時阻力降小，可以節(jié)省動力費用，在減壓操作是時，易于達到所要求的真空度。精餾塔對塔設(shè)備的要求大致如下： 一：生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會產(chǎn)生液泛等不正常流動。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動，自行調(diào)節(jié)。 浮閥塔廣泛用于精餾、吸收和解吸等過程。板式塔大致可分為兩類：有降液管的塔板和無降液管的塔板。 本次設(shè)計為倆周，安排如下：表 21. 進程表 找數(shù)據(jù)與上課 全部設(shè)計計算 畫圖 寫說明書 第一周的周一、二 第一周的周三到周日 第二周的周一到周四 剩余時間 概述 塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。 同時，通過課 程設(shè)計，還可以使我們樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、高度負責(zé)的工作作風(fēng)。 通過 課程設(shè)計使我們初步掌握化工設(shè)計的基礎(chǔ)知識、設(shè)計原則及方法 ；學(xué)會各種手冊的使用方法及物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的查找方法和技巧； 掌握各種手冊的使用方法及物理性質(zhì)，能畫出工藝流程圖、塔板結(jié)構(gòu)等圖形。 目錄 3 一、 前言 ....................................................................................