【正文】 參考文獻(xiàn) [1] 化工原理（上冊(cè)） 姚玉英主編 天津科學(xué)技術(shù)出版社 1992 [2] 化工原理 （下冊(cè)）姚玉英主編 天津科學(xué)技術(shù)出版社 1992 [3]《化工原理課程設(shè)計(jì)》 天津大學(xué)化工原理教研室編 天津科學(xué)技術(shù)出版社 1994 [4] 。計(jì)算過(guò)程中數(shù)字 盡可能的準(zhǔn)確，一般保留了三位以上的小數(shù)，但計(jì)算 誤差 是難免的。 再次，本設(shè)計(jì)詳細(xì)分析了所要處理的苯和甲苯的物性，再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的處理量， 經(jīng)過(guò)計(jì)算設(shè)備各個(gè)零件的選型及尺寸，再組合成完整的精餾塔，并畫出了浮閥在塔板上的分布。學(xué)以致用，要多學(xué)各方面的知識(shí)并充分利用，用融合的，相互聯(lián)系的知識(shí)能更好地解決問題。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到作為化工專業(yè)的學(xué)生，不僅要學(xué)好《化工原理》《化工計(jì)算》等專業(yè)課，還要對(duì)設(shè)備等相關(guān)內(nèi)容都要學(xué)好用好，只有這樣才能為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)以后從事化工生產(chǎn)，象這樣的精餾塔的設(shè)計(jì)是在工作過(guò)程中是必然的，在大學(xué)期間就 要鍛煉自己對(duì)不同化工 生產(chǎn)設(shè)備 的設(shè)計(jì)能力 ，分析不同的化工生產(chǎn)工藝，根據(jù) 工廠所在地區(qū)的實(shí)際條件，設(shè)計(jì)能適應(yīng)生產(chǎn)的化工設(shè)備。 max m3/s 氣相最小負(fù)荷 VS OP 線與（ 1）線的交點(diǎn)相應(yīng)相負(fù)荷為 max,SV ， OP 線與氣相負(fù)荷下限線（ 4）的交點(diǎn)相應(yīng)氣相負(fù)荷為 min,sV 。 將以上 5條線即為精餾段負(fù)荷性能圖。 ④ 漏液線（氣相負(fù)荷下限線 ） 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 30 對(duì) 1F 型重閥按 ： 500 ??? vuF ? 計(jì)算，則vu ?50 ? 又知024 udVN s?? 以 50?F 作為規(guī)定氣體的最小負(fù)荷值，則有： 代入上式并整理得： smNFdVvS /14 3020m i n, ?? ?? 在 VS— LS 圖上做出 與液體流量無(wú)關(guān)的水平漏夜 線，如所附坐標(biāo)紙圖中（ 4）所示。 根據(jù)以上可整理得下式： 3222 1 18 13 SSS LLV ??? 在操作范圍內(nèi)取 4 個(gè) SL 值，依上式計(jì)算值列于附表中： ? ?smLS /3 3101 ?? 3102 ?? 3103 ?? 3104 ?? ? ?smVS /3 依表中數(shù)據(jù)在 VS— LS圖中作出霧沫夾帶線，如 所附坐標(biāo)紙圖中 （ 2）所示。 （ 4） 塔板負(fù)荷性能圖 ① 霧沫夾帶線： 按泛點(diǎn)率 80%計(jì)算： 泛點(diǎn)率 %1 0 0????bFlsvLVsAKCZLV ?? ? ???????Ss LV 整理得： SS LV ?? 在操作范圍內(nèi)任取 2個(gè) SL 值，依上式算出相應(yīng)的 SV 值列于附表中： ? ?smLS /3? ? ?smVS /3? 依表中數(shù)據(jù)在 VS— LS圖中做出霧沫夾帶線，如 所附坐標(biāo)紙圖中 （ 1）所示。 ③ 板上液層高度，由以前設(shè) ?lh 則 mH d 1 4 1 9 5 0 2 5 8 9 3 ???? 取 ?? ， ?TH ， ?WH 則 ? ? ? ? ????? wT hH? 則有： ? ?wTd hHH ??? ，符合防止淹塔的要求。 故 mh p 0 6 9 3 3 3 4 3 ??? 則單板壓強(qiáng)： k P aPaghP LpP ??????? ? （ 2） 淹塔的驗(yàn)算：為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清夜的高度 ： )( WTd hHH ??? dLPd hhhH ??? ① 與氣體通過(guò)塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨??ph 液柱。 按 110?N 重新核算孔速： smu /20???? ? 閥動(dòng)能因子 ???F 塔板開孔率閥動(dòng)能因子 ： % ??uu （四） 流體力學(xué)驗(yàn)算 氣體通過(guò)篩板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊褐叨? ?hhhh lcp ??? a)干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?ch ：依 smuvoc/ 2 6 ??? ? ocuu ?0 ，則干板阻力為： muhLc0 3 43 ???? ? 液柱。 ?????? ? （ 三 ） 塔板布置 取閥動(dòng)能因子 100?F 則孔速 smFv/1 70 26 100 ??? 每層塔板上的浮閥數(shù)： 4 202?????? udVN s? 個(gè) a)取邊緣區(qū)寬度 Wc=,安定區(qū)寬度 mWs ? ， 塔板上的鼓泡區(qū)面積為： 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 26 ?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 s in1 8 02 ? 計(jì)算開空區(qū)面積 mWDR C ????? ? ? ? ? ??????? sd WWDx 21222 i mA a ??????? ???? ?? c)浮閥排列采用等腰三角形排列，取孔中心距 mmt 75? mtNAt a 0 4 7 0 5 3 2 7 ?????? 取 mmt 65?? 。各項(xiàng)計(jì)算化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 25 如下： a)溢流堰長(zhǎng) wl ：?jiǎn)我缌魅?Dlw )( ?? ，取堰長(zhǎng) ： mDl w ????? b)出口堰高 Wh ： OWLW hhh ?? 由 ??DlW 查 owh 列線圖 近似取 E=,依式 3210 ?????????whow lLEh 可得： mhOW ? 故： mh w ??? c)降液管的寬度 dW 與降液管的面積 fA ： 由 ?Dlw 查 泛點(diǎn)負(fù)荷圖 得 ?DWd ， ?Tf AA 故 mDW d ???? 222 05 6 2 2 mDA f ?????? ? 計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積即 ： 4 0 0 3 4 5 6 ???? s TfLHA? s（大于 5s，符合要求） d)降液管底隙高度 oh ：取液體通過(guò)降液管底隙的流速 smo /39。 ① 、 液相密度 Lm? 根據(jù)數(shù)據(jù)表再利用由內(nèi)插法得到在塔頂溫度下苯和甲苯的密度如下所示： 3/ mKgA ?? ， 3/ mKgB ?? 由任務(wù)書所給塔頂各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)： ?Aa ， ???Ba 由LBBLAALmaa ??? ??1 ，帶入數(shù)據(jù)得： ??Lm F?，故 3/8 1 8 0 mKgLm F ?? 由精餾段的計(jì)算： 3/ 97 mKgLm F ?? 故精餾段平均液相密度： 78 9. 24 42 97 .6 7778 0. 81 8 ???（精）Lm? 3/mKg ② 氣相密度： ? ? 3/ 0 1 . 8 6 . 7 3 2 mKgRTMP mVMmv ??? ??? （提）（提）? （ 5） 液體表面張力 ???nim ixi1 ?? 根據(jù)不同溫度下的密度 由內(nèi)插法 求 得： /m?底A? , mmNB /?底? 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 23 mmNm /0 2 7 1 7 . ?????? ）（底? 由精餾段計(jì)算： mmNm /6 6 ?進(jìn)? 則提餾段 平均表面張力： mmNm / ????? （ 6） 液體粘度 ???nilm ixi1 ?? 查得在塔底溫度下苯和甲苯的黏度為： ： smPaA ??? ? , smPaB ??? ? smP aL ???????? 2 5 8 9 4 )(? 由精餾段的計(jì)算： sm PaL ?? 2 8 0 ? 故提餾段平均液相粘度 sm P aLm ????? 26 9 77 25 8 94 0 ? （ 7） 提餾段 物性數(shù)據(jù)一覽表 壓 強(qiáng) kPa DP 表面 張力mmN/ w? FP F? mP m? 溫 度 C0 Dt 黏 度 mmN/ w? Ft F? mt m? 平 均 分 子 量 VwM 密 度 3/mKg Lmw? lwM VlM LmF? VFM Vmw? VMM LmF? lmM （ 8） 氣液負(fù)荷計(jì)算 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 24 hK m o lqFLL / ??????? hK m olVV /0 0 ??? smMVV vmVmS / 0 6 2 6 33 6 0 0 7 3 2 6 0 0 3?????????? ? smMLL LmLmS /0 0 3 4 6 0 0 0 5 3 6 0 0 3?? ??????? ? hKmo lLL Sh /3 9 6 0 0 ????? 五 、提餾段 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算 （一） 塔徑 由精餾段計(jì)算所述，仍然選板間距 mHT ? ，取板上液層高度 mhL ? ， 則 mhH LT ???? ； 0 7 7 6 2 6 0 3 4 2121?????????????????????????vmLmSSVL ?? 查 史密斯關(guān)聯(lián)圖 得 C20=；依式 20 20 ??????? ?CC 校正物系表面張力為 mmN / 時(shí)： 08 1 6 2 ???????????????? ?CC smCVVL / 8 1 3 a x ?????? ? ??? 可取安全系數(shù)為 ，則（安全系數(shù) — ）： sm / m a x ???? ?? 故： mVD S 9 4 7 ????? ?? 按標(biāo)準(zhǔn) ,塔徑圓整為 ,則塔的截面積為： 2 ?? DAT ? 則實(shí)際空塔氣速 smu /98 77 ?? 。 化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 21 精餾段的操作彈性 i n,m a x, ??? SSVV 四、 提餾段 塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算 （ 1） 操作壓強(qiáng) )(底mP? 進(jìn)料板的壓強(qiáng) k P aP F 4 5 ???? 塔底壓強(qiáng) PaPP FW 2 5 ???? 則提餾段平均操作壓強(qiáng)為： k P