【正文】 《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)——有機(jī)卷》北京：化學(xué)工業(yè)出版社，50?！痘ぴ碚n程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》。大連：大連理工大學(xué)出版社。【5】王國勝編?！痘ぴO(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)》。廣州：華南理工大學(xué)出版社?！?】華東理工大學(xué)化工原理教研室編?！痘ぴ碚n程設(shè)計(jì)》。北京：化學(xué)工業(yè)出版社。此次課程設(shè)計(jì)過程繁瑣枯燥，但是當(dāng)幾十頁的設(shè)計(jì)完成時(shí)有一種很強(qiáng)的成就感，因?yàn)槭芤娣藴\，僅鞏固了所學(xué)的化工原理知識(shí),更極大地拓寬了我的知識(shí)面，讓我更加認(rèn)識(shí)到自己的專業(yè)知識(shí)掌握程度。此次設(shè)計(jì)不僅檢驗(yàn)了專業(yè)知識(shí)的掌握程度，還考驗(yàn)著我們對(duì)各種有助于設(shè)計(jì)的軟件的使用。在設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到很多難以解決的問題，我們會(huì)相互討論。對(duì)數(shù)據(jù)的篩選是影響設(shè)計(jì)是否符合生產(chǎn)的關(guān)鍵。第三章 設(shè)計(jì)心得本次設(shè)計(jì)分離苯甲苯精餾塔，此次粗略設(shè)計(jì)耗費(fèi)大約兩星期時(shí)間，這是進(jìn)入大學(xué)來遇到的耗時(shí)最長耗力最多的一次任務(wù)。max /VSmaxm3/s 氣相最小負(fù)荷VS一般每隔10~20塊塔板設(shè)1個(gè)人孔，本設(shè)計(jì)的精餾塔共設(shè)31塊，需設(shè)2個(gè)人孔，直徑為，人孔伸入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平。根據(jù)進(jìn)料管選取進(jìn)料管接管法蘭：。按照固定的氣液比，由圖可查得塔板的氣液負(fù)荷上限。由上圖可知：在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn) ，處在適宜的操作區(qū)域內(nèi)。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如下圖所示。⑤液泛線 令 ，得聯(lián)立得 忽略，將與，與，與的關(guān)系式代人上式，并整理得 其中：，將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入，得：整理，得在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表33。由下式得 ：取，則據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線。 表32 ~值由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線。 表31 ~值由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。按照固定的氣液比，由圖可查得塔板的氣液負(fù)荷上限。由上圖可知：在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn) ，處在適宜的操作區(qū)域內(nèi)。 根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖，如下圖所示。⑤液泛線 令 ，得聯(lián)立得 忽略，將與，與，與的關(guān)系式代人上式，并整理得 其中：，將有關(guān)的數(shù)據(jù)代入，得：整理，得在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表33。由下式得 ：取，則據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線。 表32 ~值由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線。 表31 ~值由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。負(fù)荷性能圖由以下五條線組成。（2）嚴(yán)重漏液校核當(dāng)閥孔的動(dòng)能因數(shù)低于5時(shí)將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，前面已計(jì)算F0，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：和塔板上液體流程長度塔板上液流面積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為泛點(diǎn)率=%或 泛點(diǎn)率 =%為避免霧沫夾帶過量，對(duì)于大塔，泛點(diǎn)需控制在70%以下。本設(shè)計(jì)5 s可見，所夾帶氣體可以釋出。2算提留段氣相通過浮閥塔板的靜壓頭降單板壓降的計(jì)算公式：(1)計(jì)算干板阻力由式可計(jì)算臨界閥孔氣速，即，可用算干板靜壓頭降，即(2)計(jì)算塔板上含氣液層靜壓頭降由于所分離的苯和甲苯混合液為碳?xì)浠衔?，可取充氣系?shù)，已知板上液層高度 所以依式(3)計(jì)算液體表面張力所造成的靜壓頭降由于采用浮閥塔板，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)。從以上計(jì)算的結(jié)果可知，其泛點(diǎn)率都低于70%，所以霧沫夾帶量能滿足的要求。若二式之一的計(jì)算結(jié)果不在規(guī)定范圍內(nèi)，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整有關(guān)參數(shù)，更新計(jì)算。為弓形降液管截面積 — 泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)。對(duì)于單溢流塔板，其中， 為塔徑，為弓形降液管高度 — 板上液流面積。在下列泛點(diǎn)率數(shù)值范圍內(nèi)，一般可保證霧沫夾帶量達(dá)到規(guī)定指標(biāo)。本設(shè)計(jì) 可見，所夾帶氣體可以釋出。(5)堰上液流高度 前已求出這樣 為了防止液泛，應(yīng)保證降液管中當(dāng)量清液層高度不超過上層塔板的出口堰。降液管內(nèi)的清液及高度用來克服相鄰兩層塔板間的壓強(qiáng)降、板上液層阻力和液體流過降液管的阻力。已知板上液層高度 m 所以依式 板上充氣液層阻力 (3)計(jì)算液體表面張力所造成的靜壓頭降由于采用浮閥塔板，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)。液相為水時(shí)，；為油時(shí)；為碳?xì)浠衔飼r(shí)。臨界孔速 是板上所有浮閥全部開啟時(shí)，氣體通過閥孔得速度，以表示。塔板液體力學(xué)驗(yàn)算得目的是為了檢驗(yàn)以上初算塔徑及塔各相工藝尺寸得計(jì)算是否合理，塔板能否正常操作，驗(yàn)算項(xiàng)目如下：每層塔板靜壓頭降可按式 → 計(jì)算。閥孔氣速： 浮閥動(dòng)能因數(shù)： 在要求得范圍內(nèi)；開孔率： 此開孔率在5%~15%范圍內(nèi)，符合要求。先確定，（），和，算出鼓泡區(qū)面積和浮閥數(shù)，則可由下式確定： 對(duì)于分塊式塔板，由于塔板塔接要占用一部分鼓泡區(qū)面積，所以實(shí)際布置閥孔時(shí)值應(yīng)比計(jì)算值小，因此取 由于實(shí)際排得的孔數(shù)不一定相等，所以浮閥布置后，還應(yīng)進(jìn)行及開孔率得核算：閥孔氣速： 浮閥動(dòng)能因數(shù)： 若不在范圍內(nèi)，則需調(diào)整布置至滿足為止。在分塊式塔板中，為便于塔板分塊，浮閥一般按等腰三角形排列，三角形排列，三角形得底邊固定為75，三角形高度為65，70，80，90，100，110幾種，必要時(shí)還可以調(diào)整。在三角形排列中又有順排和叉排兩種方式，采用叉排時(shí)，相鄰閥孔中吹出的氣流攪動(dòng)液層的作用較順排顯著，鼓泡均勻，故一般采用叉排并且本設(shè)計(jì)中采用叉排。為了適應(yīng)塔中的各板或各段汽（氣）相負(fù)荷的不同要求，設(shè)計(jì)時(shí)往往改變各板或各段塔板的開孔率。在常壓塔、減壓塔中開孔率為；在加壓塔中，開孔率小于，最好的為；在小直徑塔中開孔率較低；一般為。如常壓和加壓操作時(shí)，取；負(fù)壓操作時(shí)，取，在特殊情況下（如氣體或蒸汽密度很?。扇〉酶鸵恍?，以滿足塔板壓強(qiáng)降嚴(yán)格限制的要求。式中： —?dú)庀嗝芏?，? ，得 通常，閥孔臨界氣速是操作中最適宜的閥孔速度。浮閥全開時(shí)的閥孔氣速稱為閥孔臨界氣速。型浮閥的孔徑為39，故為確定浮閥數(shù)，先要求操作時(shí)閥孔氣速。設(shè)計(jì)中選定 孔徑由所選定浮閥的型號(hào)決定。其寬度視需要選定，小塔為，大塔可達(dá)。其寬度可參考下列經(jīng)驗(yàn)值選定：時(shí) 時(shí) 直徑小于1的塔可適當(dāng)減小。其面積可以在布置板面上的開孔后求得，也可直接計(jì)算。查下表得，塔板分為3塊。塔板的板面一般分為四部分。，即：故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理提餾段同精餾段，選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。（4）降液管底隙高度h0可按下式計(jì)算：式中：液體通過降液管底隙的流速，一般/s，不宜超過。溢流強(qiáng)度即通過單位堰長的液體流量，一般篩板及浮閥塔的堰長溢流強(qiáng)度應(yīng)為：式中： —溢流堰長， —液體流量，對(duì)于少數(shù)液氣比較大的過程堰上溢流強(qiáng)度可允許超過此范圍，有時(shí)為增加堰長也可增設(shè)輔助堰， 由于此次設(shè)計(jì)選用單溢流型塔板，故選取 Lh= Lh/(lw)=由液流收縮系數(shù)圖（《化工原理》 張洪流 ）查的E=插入液流收縮系數(shù)圖②溢流堰高度由，堰上液層高度由下式計(jì)算，即 ，則=取板上清液層高度 故（3）降液管的寬度Wd和降液管的面積 由，查圖得查得降液管的截面積應(yīng)保證溢流液中夾帶的氣泡得以分離，液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間一般等于或大于35秒，對(duì)低發(fā)泡系統(tǒng)可取低值，對(duì)高發(fā)泡系統(tǒng)及高壓操作的塔，停留時(shí)間應(yīng)加長些。單溢流型塔板堰長一般為；雙溢流型塔板，兩側(cè)