【正文】 設計 17 取板間距 mH T 39。39。, smMqq LmLmLnLV ?? ??? ? C 可根據(jù) ??????? ?CC 史密斯關(guān)聯(lián)圖可查出 C20， 途中橫坐標為 : 0 8 0 31 39。, smMqq VmVmVnVV ????? ? )/( 39。 sm P aLm ????? 氣液負荷計算 1) 精餾段氣液負荷計算 2) 提餾段氣液負 荷計算 塔和塔板的主要工藝尺寸的計算 最大空塔氣速和空塔氣速 (1) 最大空塔氣速計算公式： V VLCu ? ?? ??m a x sm P aL D m ?????? ?CtF ? sm P asm P a BA ???? 2 8 ,2 6 ??sm P asm P a BA ???? 3 3 ,3 1 ??sm P aL F m ?????? ? 6 , ???? DnLn Rqq化工原理課程設計 16 精餾段的氣，液相體積流率為 )/( 6 0 0 6 0 0 3, smMqq VmVmVnVV ????? ? )/(0 0 1 4 6 0 0 6 0 0 3, smMqq LmLmLnLV ????? ? C 可根據(jù) ??????? ?CC 史密斯關(guān)聯(lián)圖可查出 C20， 途中橫坐標為 : 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? 則 查手冊得 ?C ， 20 20 ???????????????? ?CC )/( a x smCu V VL ????? ? ?? )/(7 8 9 m a x smuu ???? 提餾段的氣，液相體積流率為 )/( 6 0 0 6 0 039。, ?? VqnVqn 液體粘度μ m 液相平均黏度計算公式： ?? iiLm x ?? lglg 塔頂液相平均黏度：由 CtD ? ，查手冊得： 計算得： 塔底液相平均黏度：由 Ctw ? ，查手冊得： sm P asm P a BA ???? 2 4 ,2 2 ?? 計算得： smP aL w m ?????? 39。 3 mNLm ?????? mNmN BA /,/ 33 ?? ???? ??)/10( 3 mNL Dm ????????mNmN BA /,/ 33 ?? ???? ??化工原理課程設計 15 )1( , ????? DnVn qRq,39。 3mkgRT Mp mVmmVm ??? ???? 液體表面張力的計算 液相平均表面張力計算公式： ?? iiLm x?? 塔頂液相平均表面張力：由 CtD ? ，查手冊得： 塔底液相平均表面張力：由 Ctw ? ，查手冊得： mNmN BA /,/ 33 ?? ???? ?? )/10( 7 6 2 3 39。39。 mkgLm ???? .氣體的平均密度 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 )/()( 39。 3mkgL w m ???? 進料板平均密度：由 CtF ? ，查手冊得 33 /7 8 4,/7 8 4 mkgmkg BA ?? ?? 。 3mkgRT Mp mVmmVm ??? ???? （ 2）液相平均密度 液相平均密度計算公式： ??iim W ?? /1 塔頂液相平均密度：由 CtD ? ，查手冊得： 33 /7 9 5,/8 0 0 mkgmkg BA ?? ?? 。39。 k m o lkgM Lm ??? 精餾段和提餾段各組分的密度 （ 1） .氣體的平均密度 精餾段 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 )/()( 3mkgRTMp mVmmVm ??? ???? 提餾段 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 )/()( 39。 k m o lkgM wmL ????? 提餾段氣，液混 合平均摩爾質(zhì)量： )/()(39。 k P amp ???CtW ?化工原理課程設計 13 )/()( k m o lkgM Lm ??? 塔底氣，液混合物平均摩爾質(zhì)量：由 ?wx 查平衡曲線（見附圖 1），得 ?wy )/( 4 3 5 6 39。 ??? 塔內(nèi)各段氣、液兩相組分的平均分子量 塔頂氣，液混合物平均摩爾質(zhì)量：由 ?? yxD 查平衡曲線（見附圖 1），得 ?x )/( k m o lkgM V D m ????? )/( k m o lkgM DmL ????? 進料板氣，液混合物平均摩爾質(zhì)量；由圖解理論板（見附圖 1）得 ?Fy ；查平 衡曲線得（見附表 1），得 ?xF 。 實際塔板數(shù)及實際加料位置 精餾段實際板層數(shù) 提留段實際板層數(shù) , ???提pN 總實際板層數(shù) 261313, ????? 提精 ppp NNN 2 4 )( ?? LTE ??)()( ????? ??LTE ??, ???精pN化工原理課程設計 12 3 板式塔主要工藝尺寸的設計計算 塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計算 操作壓強 P 塔頂操作壓力 每層塔板壓降 進料板壓降 精餾段平均壓降 塔底壓降 k P ap W 0 39。 圖四中的曲線可以近似表示為： 式中 TE 全塔總效率 塔頂，塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度 附 圖 3 精餾塔全塔效率關(guān) 聯(lián)圖 L? 液體的平均黏度， smPa? ** ???? ? iiL x ?? 其中，溫度以塔頂，塔底平均溫度計算；組成以進料組成計算。39。 用圖解法求最小回流比。求解結(jié)果為：總理論板層數(shù) NT = 15,其中 Np,精 = 7， NT,提 = 7（不包括再沸器），進料板位置 NF=8。 化工原理課程設計 8 hk m olq Wn /, ?WnDn qq , ??精餾塔的工藝設計 全塔工藝設計計算 產(chǎn)品濃度的計算和進料組成確定 1. 料液及塔頂塔底產(chǎn)品含苯摩爾分率： MA = 78kg/kmol MB = 92kg/kmol 2. 平均分子量及產(chǎn)率： 6 7 7 2 ?????WM 由條件可知， 因為要求設計的生產(chǎn)能力是 330 t/天，所以 原料處理量： 總物料衡算： 苯物料衡算 ： 聯(lián)立得： 塔板數(shù)的確定 苯 甲苯屬于理想體系 ,圖解法求理論塔板數(shù)。根據(jù)這些計算結(jié)果進行了塔板結(jié)構(gòu)的設計等。根據(jù)設計條件以及給出的數(shù)據(jù)描述出塔溫度的分布，求得最小回流比以及塔頂?shù)南鄬]發(fā)度、塔釜的相對揮發(fā)度、全塔平均相對揮發(fā)度，又 根據(jù)物料平衡公式分別計算出精餾段和提餾段的汽、液兩相的流量。要求塔頂餾出物含苯 98%（摩爾分率），塔釜殘液中含苯不大于 4%，操作回流比取最小回流比的 倍。 在化 工生產(chǎn)中，塔設備的性能對于整個裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護等各個方面，都有非常重大的影響。即在同一溫度下，各組分的飽和蒸汽壓不同這一性質(zhì)，使液相中的輕組分轉(zhuǎn)移到汽相中，汽相中的重組分轉(zhuǎn)移到液相中，從而達到分離的目的。在正常操作過程中，氣相為連續(xù)相，液相為分散相，氣相組成呈連續(xù)變化，屬于微分接觸逆流操作過程 。在正常操作下，氣相為分散相，液相為連續(xù)相，氣相組成呈階梯變化，屬于逐級接觸逆流操作過程?；ぴ碚n程設計 7 引 言 塔設備的分類 塔設備是能夠?qū)崿F(xiàn)蒸餾的氣液傳質(zhì)設備，廣泛應用于化工、石油化工、石油等工業(yè)中，其結(jié)構(gòu)形式基本上可以分為板式塔和填料塔兩大類。 關(guān)鍵詞：苯、甲苯 精餾段、提餾段。 精餾設計包括設計方案的選取，主要設備的工藝設計計算 —— 物料衡算、熱量衡算、工藝參數(shù)的選定、設備的結(jié)構(gòu)設計和工藝尺寸的設計計算，輔助設備的選型，工藝流程圖，主要設備的工藝條件圖等內(nèi)容。本次設計的篩板塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設備。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉 各種塔型的操作特性，對選擇、設計和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。 主要參考書： [1]申迎華 ,郝曉剛主編 《 化工原理課程設計 》 化學工業(yè)出版社 [2]JB473295《鋼制壓力容器－分析設計標準》 [3]黃載生主編 .《 化工機械設計 》 .北京：化學工業(yè)出版社， 1990 [4]王志文主編 .《 化工容器設計 》 .北京：化學工業(yè)出版社， 1990 [5]陳敏恒等編 .《 化工原理 》 .北京：化學工業(yè)出版社； 1999 [6]王嘉麟主編 .《 球形儲罐建造技術(shù) 》 .北京：中國建筑工業(yè)出版社 [7]黃炎 .《 局部應力及其應用 》 .北京：機械工業(yè)出版社 [8]劉鴻文主編 .《 板殼理論 》 .杭州：浙江大學出版社， 1987 [9]美國壓縮氣體學會主編 .《 壓縮氣體手冊 》 .肖家立等譯 .北京：冶金 工藝 出版社， 1991 [10]GB1501998《鋼制壓力容器》 [11] 賈紹義，柴城敬主編 《 化工原理課程設計 》 （化工傳遞與單元操作課程設計）天津大學 出版社 2020 [12]王英琛等譯 .《 流體混合技術(shù) 》 .北京：化學工業(yè)出版社， 1991 [13]姚玉英 編 《化工原理》（上） 天津大學出版社 出版 1999 年 [14]聶清德 編 《化工設備設計》 化學工業(yè)出版社 出版 1991 年 指導教師 2020 年 12 月 20 日 化工原理課程設計 4 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................................... 6 言 ............................................................................................................................................ 7 塔設備的分類 ............