【正文】 度 smP a????? 3 0 2 4 3 4 ? 1. 塔徑的計(jì)算 精餾段的體積流率計(jì)算： VVLLMM l mSLMM v msCUsmLLsmVV?????????????????m a x32/0 0 0 8 3600/3600 提留段： Vs=(史密斯關(guān)聯(lián)圖 )圖橫坐標(biāo)： 02 ) 34 2( 08 )( 2121 ???VLssVL ?? 提留段： ) ( )( 2121 ???VLssVL ?? 取板間距 ?TH ，板上液層高度 mhL ? mhH LT ???? ： 查附圖： smUGCCCL/)20()20(m a x2020????????? 表觀空塔氣速： m a x39。 表 8 提餾段的已知數(shù) 據(jù) 位置 塔釜 進(jìn)料板 摩爾分?jǐn)?shù) Xw= Xf= Yw= Yf= 摩 爾 質(zhì) 量/ /kg kmol Mlv = MLf= Mlv= Mvf= 溫度 /℃ 100 表 9 提餾段的汽液相負(fù)荷 名稱 液相 汽相 平均摩爾質(zhì)量 / /kg kmol 平均密度 / 3/kgm 化工原理課程設(shè)計(jì) 12 體積流量 / 3/mh 2049 2 塔徑的計(jì)算 在塔頂?shù)臏囟认虏楸砻鎻埩Ρ? mmN / ?? mmN / ?? mmNmD /5 2 9 )9 6 (199 6 ??????? 在進(jìn)料板溫度下查表面張力表： 1? =? = mmNF /)0 9 3 ( 9 3 ??????? 在塔底溫度下查表面張力表： 1? =? = mmNW /)0 0 6 2 ( 0 6 2 ??????? 精餾段液相平均表面張力 mmNm /4 3 7 2 39。 全塔總效率： TT PN 1E = = 化工原理課程設(shè)計(jì) 10 五、 精餾塔主題尺寸的計(jì)算 1 精餾段與提餾段的汽液體積流量 精餾段 的汽液體積流量 整理精餾段的已知數(shù)據(jù)列于表 3(見下頁(yè) )，由表中數(shù)據(jù)可知： 液相平均摩爾質(zhì)量： M=(+)/2=液相平均溫度： tm=(tf+td)/2=(+)/2=℃ 表 6. 精餾段的已知數(shù) 據(jù) 位置 進(jìn)料板 塔頂 (第一塊板 ) 摩爾分?jǐn)?shù) xf= y1=xD= yf= x1= 摩爾質(zhì)量 / /kg kmol MLf= MLf= Mvf= Mvl= 溫度 /℃ 在平均溫度下查得2 3 2339 7 1 . 1 / , 7 3 5 /H O C H C H O Hk g m k g m???? 液相平均密度為： 22111????? ??Lm 其中， α 1 = α 2 = 所以， ρ lm = 3/kgm 精餾段的液相負(fù)荷 L=RD=*=68kmol/h Ln=LM/ρ lm=68由 RTMmn R T ??PV RTRTVmPM ??? 所以 RTPM?? 精餾段塔頂壓強(qiáng) P ? ? 若取單板壓降為 , 則 化工原理課程設(shè)計(jì) 11 進(jìn)料板壓強(qiáng) aDF KPPP ???? 氣相平均壓強(qiáng) 5 7 0 62 8 2 1 13 2 0 1 ???mP 氣相平均摩爾質(zhì)量 k m o lkgMVm /1 0 ??? 氣相平均密度 3/ mkgRT MP m vmmvm ??????? 汽相負(fù)荷 V=（ R+1)D=(+1)=hMVMV vm vmn / ???? ? 精餾段的負(fù)荷列于表 7。 （ 2）提餾段：( 4N = = 8 .5 50 .4 6 8S 提 ），取整 9 塊，考慮安全系數(shù)加一塊，為 9 塊。nxnyhK mo lRDLXwWFLWnXWFLFLXwWqFLWnXWqFLqFLny???????????????????代入數(shù)據(jù) （ 3）由圖可得當(dāng) R= 時(shí)，精餾段與平衡線相切，則即使無(wú)窮多塔板及組成也不能跨越切點(diǎn)，切點(diǎn)為（ ,），則： m inm in0 .9 6 8 0 .9 1 51 0 .9 6 8 0 .8 5 4RR ???? 可解得： minR = 設(shè) R== 則精餾段操作線方程： 111Dnn xRyxRR?????=+ 利用圖解法求理論班層數(shù)，可得： 總理論板層數(shù) 11TN ? 塊 ， 進(jìn)料板位置 7FN ? 三、全塔效率的估算 用奧康奈爾法 ( 39。39。39。 流程示意圖如下圖 圖 1： 精餾裝置工藝流程圖 化工原理課程設(shè)計(jì) 3 第二部分 塔的工藝計(jì)算 一、查閱文獻(xiàn)，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù) （ 1）水和丙酮的性質(zhì) 表 溫度 50 60 70 80 90 100 水粘度mpa 丙酮粘度 mpa 表 溫度 50 60 70 80 90 100 水表面張力 丙酮表面張力 表 溫度 50 60 70 80 90 100 相對(duì)密度 水 丙酮 表 分子量 沸點(diǎn) 臨界溫度 K 臨界壓強(qiáng) kpa 水 100 22050 丙酮 表 5. 丙酮 — 水系統(tǒng) t— x— y 數(shù)據(jù) 沸點(diǎn) t/℃ 丙酮摩爾數(shù) x y 100 0 0 92 化工原理課程設(shè)計(jì) 4 1 1 由以上數(shù)據(jù)可作出 ty（ x）圖如下 由以上數(shù)據(jù)作出相平衡 yx 線圖 化工原理課程設(shè)計(jì) 5 （ 2）進(jìn)料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) 酮的摩爾質(zhì)量 AM = Kg/kmol 水的摩爾質(zhì)量 BM = Kg/kmol 平均摩爾質(zhì)量 MF =? +（ ） ? = kg/kmol ???Fx9 6 ???Dx???Wx化工原理課程設(shè)計(jì) 6 MD = ?+ () ? = kg/kmol MW =?+（ ） ? = kg/kmol 7 7 )24*3 0 0/(9 0 0 0 0 0 0 0?F = 最小回流比 由題設(shè)可得泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1則 Fx = ex ， 又附圖可得 ex =, ey =。 丙酮 — 水混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點(diǎn)溫度后送入精餾塔進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與 自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。 精餾裝置有精餾塔、原料預(yù)熱器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。 料液泵設(shè)計(jì)計(jì)算：流程計(jì)算及選型。 4 、 流體力學(xué)計(jì)算 流體力學(xué)驗(yàn)算，操作負(fù)荷性能圖及操作彈性。 2 、 工藝參數(shù)的確定 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查取及估算，工藝過程的物料衡算及熱量衡算，理論塔板數(shù)，塔板效 率，實(shí)際塔板數(shù)等。 3 一、查閱文獻(xiàn)，整理有關(guān)物性數(shù)據(jù) .................................................................... 3 二、全塔物料衡算與操作方程 ............................................................................ 7 三、全塔效率的估算 ............................................................................................ 7 四、實(shí)際塔板數(shù) .................................................................................................... 8 五、精餾塔主題尺寸的計(jì)算 .............................................................................. 10 1 精餾段與提餾段的汽液體積流量 10 2 塔徑的計(jì)算 12 3 塔高的計(jì)算 16 4 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 16 5 弓形降液管 17 6 開孔區(qū)面積計(jì)算 18 7 篩板的篩孔和開孔率 18 六、篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 .................................................................................... 2 1 塔板壓降 2 2 液面落差 2 七、塔板負(fù)荷性能圖 ............................................................................................ 4 1 精餾段塔板負(fù)荷性能圖 4 2 提餾 段塔板負(fù)荷性能圖 7 八、精餾塔的主要附屬設(shè)備 ................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 化工原理課程設(shè)計(jì) IV 目錄 第一部分 設(shè)計(jì)概述 通過浮閥塔的流體力學(xué)驗(yàn)算，證明各指標(biāo)數(shù)據(jù)均符合標(biāo)準(zhǔn)。 篩板 塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備，此設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系 丙酮－－水的精餾問題進(jìn)行分析，選取，計(jì)算，核算，繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過程。 通過對(duì)精餾塔的運(yùn)算，主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 —— 物料衡算、熱量衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，可以得出精餾塔的各種設(shè)計(jì)如塔的工藝流程、生產(chǎn)操作條件及物性參數(shù)是合理的，以保證精餾過程的順利進(jìn)行并使效 率盡可能的提高。提供高純