【正文】 0 .1 0 7LVVu k k??????且 8 0 2 . 7 2 . 8 40 . 1 0 7 1 . 7 9 6 /2 . 8 4 ms?? ? ? 除沫器 直徑 31 4 4 0 .5 7 9 0 .6 4 11 .7 9。 設(shè)計(jì)氣速選取： 39。 除沫器 在空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設(shè)置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。 31 0 1 . 3 3 7 8 . 5 2 . 6 9 4 /8 . 3 1 4 ( 8 2 2 7 3 . 1 5 )m PM k g mRT? ?? ? ??? 30 32 1 . 4 5 ( 2 . 4 1 ) 7 8 .5 0 . 5 9 0 /3 6 0 0 3 6 0 0 2 . 6 9 4DS VMV m s? ? ? ?? ? ??? 14 4 0 . 5 9 0 0 . 1 9 4 1 9 420VD m m mu?? ?? ? ? ?? 塔底進(jìn)氣管 采用直管取氣速 23 /u m s? ，則 24VD u?? 24 4 0 . 6 9 1 0 . 1 9 6 1 9 623VD m m mu?? ?? ? ? ?? 筒體與封頭 筒體 1 .0 5 6 1 4 0 0 0 .2 4 .1 22 1 2 5 0 0 .9 mm? ??? ? ??? 壁厚選 6mm，所用材質(zhì)為 A3 封頭 封頭分為橢圓形封頭、蝶形封頭等幾種，本樣封設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 D=1000mm，可查得曲面高 1 450h mm? ,直邊高度 0 40h mm? ，內(nèi)表面積?封 ，容積 3V ?封 。本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管，管徑計(jì)算如下： 4 SFVD u?? 3111211 /1 1 882 866m k g mxx???? ? ??? ?? 取 Fu ? ， 34 8 . 5 4 8 5 . 8 4 0 . 0 0 1 3 2 /3 6 0 0 3 6 0 0 8 7 3 . 0SFFV m s? ?? ? ??? 4 0 .0 0 1 4 6 3 4 .13 .1 4 1 6 1 .6D m m???? 回流管 采用直管回流管，取 Ru ? 。2139。 取進(jìn)口飽和蒸汽溫度 140℃，氣化潛熱 r=， ?Wt ℃ 計(jì)算飽和蒸汽流量 ??? rQW Bh 再沸器的計(jì)算與選型 選擇立式列管式，逆流方式。對(duì)于蒸餾塔的再沸器，一般選立式列管換熱器。 ??????? ????????????? mC tKAQ ?? 設(shè) K=450W/? ?Cm ??2 23 6955 7 mtK QAmC ??? ????? 取裕度系數(shù)為 ,則實(shí)際傳熱面積為 mA ?? 按雙管程計(jì)時(shí)，初步選定換熱器，其具體參數(shù)見表 32： 殼 徑 /mm 400 管子尺寸 φ25mm ? 公稱壓力 /Mpa 管長 公稱傳熱面積 /m2 管子總數(shù) 98 管程數(shù) 1 管子排列方式 正三角形 殼程數(shù) 1 折流擋板形式 圓缺形 28 再沸器的選型 本設(shè)計(jì)再沸器采用立式列管換熱器。 Cttttttttt oDDDDm )()(ln)()(])()(l n [)()(2139。 泡點(diǎn)回流溫度 ??Dt ℃ ， ?Dt ℃ ； 被冷凝 的氣體 的平 均溫度 2 ???，冷 凝水的 平均 溫度 3520 ??? 。冷凝水循環(huán)與氣體之間方向相反，當(dāng)逆流式流入冷凝器時(shí)，起液膜減少，傳熱系數(shù)增大，利于節(jié)省面 27 積，減少材料費(fèi)用。 39。 DDPV MVtCVQ ?????? ? hkJ / 668 78 ? ?????? (2)回流液的焓 RQ 25 注：此為泡點(diǎn)回流，據(jù) tx(y)圖查得此時(shí)組成下的泡點(diǎn) ,用內(nèi)插法求得 回流液組成下的 ?Dt ℃。6( 1 ) ( ) 248 343 .72 10 /C VD LDQ R D I IkJ h? ? ? ? ?? ? ??? 焓值衡算 由前面的計(jì)算過程及結(jié)果可知：塔頂溫度 ? ℃，塔底溫度 ? ℃，進(jìn)料溫度 20Ft ? ℃。6( 1 ) ( ) 168 373 .26 10 /C VD LDQ R D I IkJ h? ? ? ? ?? ? ??? 塔底熱量 ( 1 ) ( )C V D L DQ R D I I? ? ? ? ? 其中 (1 )V D L D D V A D V BI I X H X H? ? ? ? ? ? ? ? 11()1 rVVrTHH T?? ? ? ? ? 由于 ? 0C 對(duì)于苯 : 21(1 0 9 .5 2 7 3 .1 5 ) / 2 8 8 .5 1 .3 3( 8 0 .9 2 7 3 .1 5 ) / 2 8 8 .5 1 .2 3rrTT ? ? ?? ? ? 蒸發(fā)潛熱 0 . 3 8 0 . 3 822111 1 1 . 3 3( ) 3 9 4 ( ) 4 5 4 . 2 0 /1 1 1 . 2 3rVVrTH H k J k gT? ?? ? ? ? ? ? ??? 對(duì)于甲苯 : 21(1 0 9 . 5 2 7 3 . 1 5 ) / 3 1 8 . 5 7 1 . 2 0 1 5(1 1 0 . 6 3 2 7 3 . 1 5 ) / 3 1 8 . 5 7 1 . 2 0 4 7rrTT ? ? ?? ? ? 蒸發(fā)潛熱 0 . 3 8 0 . 3 822111 1 1 . 2 0 1 5( ) 3 6 3 ( ) 3 6 0 . 6 0 /1 1 1 . 2 0 4 7rVVrTH H k J k gT? ?? ? ? ? ? ? ??? 39。 蒸發(fā)潛熱衡算 表 2— 1 苯 — 甲苯的蒸發(fā)潛熱與臨界溫度 塔頂熱量 ( 1 ) ( )C V D L DQ R D I I? ? ? ? ? 其中 (1 )V D L D D V A D V BI I X H X H? ? ? ? ? ? ? ? 11()1 rVVrTHH T?? ? ? ? ? 由于 ? 0C 對(duì)于苯 : 21( 8 2 .5 2 7 3 .1 5 ) / 2 8 8 .5 1 .2 3( 8 0 .9 2 7 3 .1 5 ) / 2 8 8 .5 1 .2 2rrTT ? ? ?? ? ? 蒸發(fā)潛熱 0 . 3 8 0 . 3 822111 1 1 . 2 3( ) 3 9 4 ( ) 4 0 0 . 7 1 /1 1 1 . 2 2rVVrTH H k J k gT? ?? ? ? ? ? ? ??? 對(duì)于甲苯 : 21( 8 2 .5 2 7 3 .1 5 ) / 3 1 8 .5 7 1 .1 2(1 1 0 .6 3 2 7 3 .1 5 ) / 3 1 8 .5 7 1 .2rrTT ? ? ?? ? ? 蒸發(fā)潛熱 0 . 3 8 0 . 3 822111 1 1 . 1 2( ) 3 6 3 ( ) 2 8 5 . 5 /1 1 1 . 2rVVrTH H k J k gT? ?? ? ? ? ? ? ??? 物質(zhì) 沸點(diǎn) 0C 蒸發(fā)潛熱 KJ/Kg 臨界溫度 TC/K 苯 394 甲苯 363 23 39。 冷凝劑 選冷卻水，溫度 20℃，溫升 15℃。 22 原因：水蒸氣清潔易得，不易結(jié)垢，不腐蝕管道。 3. 按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得 4. 精餾段：氣相負(fù)荷上限 maxsV = m3/s,氣相負(fù)荷下限 minsV = m3/s，所以可得 m a xm i n0 . 9 2 3 . 2 80 . 2 9 8ssVV? ? ?操 作 彈 性 塔板的這一操作彈性在合理的范圍 (3～ 5)之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計(jì)是合理的。所得負(fù)荷性能圖如下： 21 小結(jié) 1. 從塔板負(fù)荷性能圖中可看出，按生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點(diǎn) P 在適宜操作區(qū)的適中位置，說明塔板設(shè)計(jì)合理。 2 2 30m i n 0 5( ) 0 . 0 3 9 8 4 0 . 2 9 8 /44 2 . 8 4sVFV d N m s?? ?? ? ? ? ? ? 取堰上液層高度 ? 作為液相負(fù)荷下限條件，作出液相負(fù)荷下限線，該 線為與氣相流量無關(guān)的豎直線。 （漏液線） 對(duì)于 F1 型重閥，因 0F 5 時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，故取 0 5F? 計(jì)算相應(yīng)的氣相流量 39。 由式 秒～ 53???STf L HA? 可知，液體在降液管內(nèi)最短停留時(shí)間為 3～ 5 秒。在操作范圍內(nèi)任取若干 sL 值，可得如下表所示結(jié)果： sL sV 用上述坐標(biāo)點(diǎn)便可在 ssLV? 負(fù)荷性能圖中繪出液泛線 液相負(fù)荷上限線 為了使降液管中液體所夾帶的氣泡有足夠時(shí)間分離出，液 體在降液管中停留時(shí)間不應(yīng)小于 3～ 5s。T w v lH m h m k g m k g m N? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 0 /sU V m s? ； 0 ? ； 0 ? 代入上式。 80 2. 7 / 。 0. 45 。 0. 45 。利用兩點(diǎn)確定一條直線，便可在負(fù)荷性能圖中得到霧沫夾帶的上限線。由于塔徑較大，所以取泛點(diǎn)率 1 80F??，依上式有： 802 .7 5 9ssVL??? ??? 即 ?? 即為負(fù)荷性能圖中的線 (1) 此式便為霧沫夾帶的上限線方程，對(duì)應(yīng)一條直線。 （ 2） 嚴(yán)重漏液校核 當(dāng)閥孔的動(dòng)能因數(shù) 0F 低于 5時(shí)將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，前 面已計(jì)算 0 ? ，可見不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液。泛點(diǎn)率的計(jì)算時(shí)間可用式： 1100%vs s LLvFbV L ZF K c A??? ????和 %100 ???TFvLvsAKcVF ??? 塔板上液體流程長度 2 1 .0 2 0 .1 5 0 .7 0LdZ D W m? ? ? ? ? ? 17 塔板上液流面積 22 0 .7 8 5 2 0 .1 1 8 0 .5 4 9b T fA A A m? ? ? ? ? ? 苯和甲苯混合液可按正常物系處理，取物性系數(shù) K 值， K=,在從泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)圖中查 得負(fù)荷 因數(shù) ? ,將以上數(shù)值 分別代入上式，得泛點(diǎn)率 F1為 1 9 148 802 .7 100 % %1 5 9F ? ? ? ??? ? ???和 1802 .7 100 % % 1 5 5F ?? ? ?? ? ? 為避免霧沫夾帶過量，對(duì)于大塔，泛點(diǎn)需控制在 80%以下。 0 .0 5 9 7 0 .4 5 2 4 .6 0 s0 .0 0 1 0 9fTsAHL? ?? ? ?5 s 可見，所夾帶氣體可以釋出。 (3) 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間校核 應(yīng)保證液體早降液管內(nèi)的停留時(shí)間大于 3~5 s,才能使得液體所夾帶氣體釋出。 (1)計(jì)算干板靜壓頭降 ch 由式 vU ?? 可計(jì)算臨界閥孔氣速 ocU ，即 7 3 . 1 7 3 . 1 5 . 9 2 8 /2 . 8 4ocvU m s?? ? ?cUU 00 ? ， 可用 25 .3 42 ovc LUh g ??? ? ??算干板靜壓頭降，即 2 22 . 8 4 5 . 9 3 45 . 3 4 5 . 3 4 0 . 0 3 42 2 8 0 2 . 7 9 . 8 1ovc LUhmg ?? ?? ? ? ? ? ?? ? ? (2)計(jì)算塔板上含氣液層靜壓頭降 fh 由于所分離的苯和甲苯混合液為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù) 0 ? ? ，已知板上液層高度 ,Lhm? 所以依式 Ll hh 0?? 5 6 27l ? ? ? (3)計(jì)算液體表面張力所造成的靜壓頭降 ?h 由于采用浮閥塔板，克服鼓泡時(shí)液體表面張力的阻力很小，所以可忽略不計(jì)。所以這樣開孔是合理的。 5 .9 1 3 .1 9 1 0 .6vFu? ? ? ? ? 所以閥孔動(dòng)能因子變化不大，仍在 9~12 的合理范圍內(nèi)，故此閥孔實(shí)排數(shù)適用。7 5 6 5t mm t mm??、 的等腰三角形叉排方式排列，則設(shè)計(jì)條件下的閥孔氣速為 039。 14 （ 3） 開孔區(qū)面積計(jì)算 2 2 2 12 ( si n )180a xA x r x r r? ?? ? ? ? ? 其中 ： ? ? 1 .0 ( 0 .1 5 0 .0 6 5 ) 0 .2 8 5 m221 .0 0 .0 4 0 .4 6 m22dSCDx W WDrW? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 故