【正文】 由公式 iim x?? ?? 計(jì)算舉例： 44℃ 下 N / m107 9 9 0 3 9 6 333m ??? ????????? 同理得到 ： 表 15 液體平均表面張力 液體平均表面張力 N/m10, 3m ?? 44℃ 51℃ 計(jì)算氣體粘度由公式 ???iiiiim My My ?? 查得各組分氣體粘度列表 十六。dd0 .5 ( 2 ) 0 .5 ( 2 . 4 2 0 .3 6 8 0 .3 6 0 ) 0 .6 5 2 mZ D W W? ? ? ? ? ? ? ? ? 操作面積 2b T f2 4. 52 2 0. 72 3. 08 mA A A? ? ? ? ? ? 查資料 ， 得到泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)： ?C 39。 fT39。l ???m/s＜ 。 （ 1） 計(jì)算停留時間 按 資料 3sTf ??? LHA? ～ 5 其中 因?yàn)椋? ? ，由圖查得： TAA ? ， ? ； 則 20 .1 4 0 .6 1 mfTAA? ? ?； 2 mdWD? ? ?； 精餾段降液管液體流速 l ???m/s＜ 。 開孔率 2 2Oo2T 0 . 0 3 9 4 2 01 0 0 % 1 1 .1 0 %2 . 4AdnAD? ???? ? ? ? ? ????? 在 10%～ 14%內(nèi)，合適。 （ 2） 求閥孔氣速 根據(jù)資料 得 1011~8 ovoo ??? FuF ，取? 則有精餾段閥孔氣速 m / ??? ?Fu 提餾段閥孔氣速 m / ??? ?? F 取臨界閥孔氣速為適宜氣速。 99 35 0. 91 / 45 2. 28 21 9. 67 m / h 0. 06 1 m / sVVLL? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? 初選板間距及塔徑的估算 要求塔徑應(yīng)先求出空塔氣速 u ，而 m a x( uu ?? 安全系數(shù)） vvlCu ? ?? ??m ax . 94, v ?????? ? RTMPx miil ??? 式中 C 可由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出，橫標(biāo)的數(shù)值為： ?????????vlssVL ?? 取板間距 , mHT ? 板上液層高度 , mhl ? 圖中參數(shù)值為： mhH lT ???? 根據(jù)以上數(shù)值查圖得： ?C 因物系表面張力 m, N /?? 校正 N / m2020 ???????? ?CC； 則 / s a x ????u 實(shí)際氣速 m ax)~( uu ? ， 取 uu?塔板布置 ， 則空塔氣速為： 0 .2 0 m / m a x ???? uu ； 塔徑 0 . 6 7 2 . 0 6 m0 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 2 0VD u? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為： ? ； 塔截面積 224 .5 2 m4TAD??? 浮閥塔內(nèi)件及工藝尺寸確定 塔板布置 （ 1） 浮閥形式 根據(jù)資料 ， 選擇 FIZ3C 型、閥片厚度 mm2?? 、閥重 33 克、塔板厚度 S=3mm、?H 、 ?L 、 39Φ 最大開度 、最小開度 。 98812. 5 538. 41 99350. 91 kg/ hL V W? ? ? ? ? 14 .5 63 75 92 43 7. 5k g/ hL RD? ? ? ? 變換成體積流量 3333333398 81 2. 5 / 41 .1 3 24 02 . 44 m / h 0. 67 m / s39。VV? （質(zhì)量流量相等） 39。 表 12 液體在特 定溫度下的平均密度 溫度 /項(xiàng)目 44℃ 45℃ 51℃ 液體的平均密度 （ 2） 求氣體的密度 ZRTPM?MV? 查參考資料得各物性常數(shù)見表 十三。 計(jì)算混合液塔頂，塔釜進(jìn)料的密度及氣體的密度 （ 1） 液體密度 查資料（ 3） P2526 圖得到 45℃ ， 44℃ ， 51℃ 下 的純組分的密度如表 十一。 據(jù)參考書 ： 1m inji iPij ???? RaXa ? 最小回流比： jiPiijm i n ??????????? ? ?a XaR 計(jì)算理論板數(shù) 由已知數(shù)據(jù)可以得到： 塔頂丙烯 ——丙烷的相對揮發(fā)度為 ??a 塔釜丙烯 ——丙 烷的相對揮發(fā)度為 ??a 得 ???? aa? 根據(jù)參考書 得 ABWBADBAm in lg/lgaXXXXN ???????? ????????????????? 得 （塊） m i n ??????? ?????????????N 則確定最小的理論塔板數(shù)為 塊。 設(shè)備工藝計(jì)算 最小回流比計(jì)算 求相對揮發(fā)度 依據(jù)式 jiij /KK?? 計(jì)算舉例 ： 查得丙烯在 44℃ 和 51℃ 下的 K 值為 ??K ， ??K 得到 ???? ?? KKK 同樣 ， 查得丁烷在 44℃ 和 51℃ 下的 K 值 ??K ??K 得到 ???? ?? CKKK 其相對揮發(fā)度為 ??? KK? 同理算得其它相對揮發(fā)度如 表九。 H mLLWVW HLWH ???? )( LWVW HHV ??? 式中 : QW —— 再沸器的熱負(fù)荷， kcal/h。 V( ）混合H? =0 0( ?? LH ）混合 查設(shè)計(jì)參考資料得： 丙烯 k c a l/k g 1 6 8 . 5?ViH k c a l/k ?LiH 丙 烷 k c a l/k g 1 0 0 . 5?ViH kcal/kg 29?LiH k c a l / k ?????VDH k c a l / k ?????LDH DHHRQ LDVDD ))(1( ??? ( 1 ) 6375 ( )? ? ? ? ? kc a l/h? = 107 kJ/h 式中： VDH —— 每千克由冷凝器上升蒸汽的焓， kcal/kg； LDH —— 每千克冷凝液的焓， kcal/kg。 因?yàn)? 10 0 7 0 0 ??? ii xk 所以 確定塔釜溫度為 51℃，計(jì)算過程見表 八（ Ⅰ ）（ Ⅱ ） 。 因?yàn)? ?? ii xk ， 誤差超過 2％，說明假設(shè)的溫度過高。 因?yàn)? ? ?? 1020 894 iiky 所以 確定塔頂溫度為 44℃，塔頂物料組成的iiky 值見表七。 因?yàn)? ??? iixk 所以 確定進(jìn)料溫度為 45℃ ， 進(jìn)料組成的 iixk 值見表六。 項(xiàng)目 組分 進(jìn)料 塔頂產(chǎn)品 塔釜液 丙烯 丙烷 丁烷 0 共計(jì) 表 5 物料衡算 熱量衡算 塔溫的計(jì)算 1. 確定進(jìn)料溫度 操作壓力為 p= MPa(表壓 )。 表 3 各組分的相對分子質(zhì)量 項(xiàng)目 組分 分子式 相對分子質(zhì)量 丙烯 C3 H6 丙烷 C3 H8 丁烷 C4 H10 計(jì)算舉例： 丙烯進(jìn)料摩爾組成： HFC ????X 同理，計(jì)算得各組分的摩爾分?jǐn)?shù)如表四。 D— 塔頂產(chǎn)品（餾出液）流量， kg／ h W— 塔底產(chǎn)品（釜 殘液）流量， kg／ h Wx — 釜液中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 將 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 換算成摩爾分?jǐn)?shù) 按下式計(jì)算： CCBBA MxMxMxMxXWWAWAAWA ??? 式中： xA — 液相中 A 組分的摩爾質(zhì)量； AM 、 MB 、 MC —A、 B、 C 組 分的摩爾質(zhì)量， kg/mol。 以 100kg／ h 進(jìn)料為基準(zhǔn)，進(jìn)行物料衡算見表二。脫丙、丁烷塔塔底餾分經(jīng)再沸器加熱進(jìn)一步脫除輕關(guān)鍵組分后進(jìn)入脫丙烯塔，經(jīng)精餾處理該塔輕關(guān)鍵組分丙烯在塔頂經(jīng)過冷卻，在塔頂引出，另一部分塔頂餾分回流返回脫丙烯塔，重關(guān)鍵組分丙、丁烷則在塔底引出。 流程安排有兩種，一種是相對揮發(fā)度遞減順序流程，另一種是對揮發(fā)度遞增順序流程，本設(shè)計(jì)采用相對揮發(fā)度遞減順序流程分離出丙烯。日本年均增長率僅為 %。亞洲地區(qū)新增能力將達(dá) 340萬噸，增幅為 %。亞洲地區(qū)需求年均增長率 %，北美 %，西歐 %。丙烯在酸性催化劑存在下與苯反應(yīng)，生成異丙苯 C6H5CH（ CH3 )2，丙烯在催化劑存在下與氨和空氣中的氧起氨氧化反應(yīng)，生成丙烯腈，丙烯在高溫下氯化，生成烯丙基氯 CH2=CHCH2Cl。丙烯與乙烯共聚生成乙丙橡膠。 丙烯醛、丙烯酸和丙烯晴分子中具有 雙鍵，可以作為單體進(jìn)行聚合， 得到不同性質(zhì)和用途的高聚物。除了在雙鍵發(fā)生反應(yīng)之外，與雙鍵相連的甲基上的氫（稱為 氫）具有一定的活性，在甲基上可以發(fā)生鹵代和多種氧化反應(yīng)。丙烯與氯和水起加成反應(yīng)，生成 1氯 2丙醇，再與堿反應(yīng)生成環(huán)氧丙烷，它是生產(chǎn)丙二醇、聚酯纖維的原料 .丙烯在酸性催化劑（如硫酸、無水氫氟酸等）存在下聚合，生成二聚體、三聚體和四聚體的混合物，可用做高辛 烷值燃料；在齊格勒 納塔催化劑存在下聚合生成高分子聚丙烯，與乙烯共聚合成乙丙橡膠。 化學(xué)性質(zhì)：丙烯化學(xué)性質(zhì)比較活潑，雙鍵上可以發(fā)生加成、聚合、氧化反應(yīng)。分子量 ，密度 （ 20/4℃），冰點(diǎn) ℃，沸點(diǎn) ℃。易燃，爆炸極限為 2%～ 11%。 ○ 2 第 1619 周進(jìn)行設(shè)計(jì)； ○ 3 第 20周提交說明書和圖紙。 四、設(shè)計(jì)地點(diǎn)和進(jìn)度安排 本課程設(shè)計(jì)是分散進(jìn)行，可隨時在設(shè)計(jì)室進(jìn)行設(shè)計(jì)，上機(jī)可在學(xué)院機(jī)房。具體要求如下： ○ 1 圖紙幅面： A3 圖紙 。 ○ 1 字?jǐn)?shù)不少于 3000。 化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 年產(chǎn) 院（系）： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 2021年 7 月 2 日 化工工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)及條件 ：年產(chǎn) 萬噸丙烯精制車間工藝設(shè)計(jì) 條件； 物料名稱 進(jìn)料組成 %（質(zhì)量） 塔頂組成 %（質(zhì)量） 塔釜組成 %（質(zhì)量）