【正文】 ??? 裙 座高度 2H mH ? 塔壁厚計(jì)算 、塔總高度 取每年腐蝕 ，因限制用年數(shù)為 15 年，年壽終了的最低 mm4? 那么壁厚 mmmm )(m in ????? 故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚 10mm 塔總高度mH ?????? . F1 型浮閥塔板設(shè)計(jì) （ 以塔頂?shù)诙K為例 ） 溢流裝置 選用單溢流方形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，各項(xiàng)計(jì)算如下： wl:取堰長mDl w ???? h:OWLW?? 239。 對(duì)于塔頂：?Dt時(shí) ,用內(nèi)插法求得下列數(shù)據(jù) ???ADa 3LA .30 Kg ??? 3LB . ??? 3L Dm )814 . 17809 . 831/( ????? 對(duì)于進(jìn)料板：CtF ?? 用內(nèi)插法求得下列數(shù)據(jù) ???? ??A? 3LA .67 Kg ??? LB?? 3L F m )795 . 5795 . 51/( ????? 對(duì)于塔底： ?? 用內(nèi)插法求得下列數(shù)據(jù) ???AWa 3LA .17 Kg ??? 3LB . ??? 3L Wm )780 . 86781 . 141/( ????? 精餾段平均密度：31 . ?????? mKgLFmLDmLm ?? 15 提餾段平均密度：32 . ?????? mKgLF mLWmLm ??? 第二塔板氣相密度計(jì)算：31 /)( mkgRTMPmVmmV ??? ??? 同理可得32 / mkgV ?? 33 / mkgV ?? 第二塔板液相密度計(jì)算： 由 2t=℃查手冊(cè)得3/ mkgA, B?= 3/mkg 8 第二板液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ???? ??A? 31 / mkgL ??????? ? 同理可得32 / mkgL ?? 33 / mkgL ?? 綜上可知： Vm? ρ Lm 塔頂?shù)诙? 進(jìn)料口上第三板 進(jìn)料口下第二板 液體平均表面張力計(jì)算 液體表面張力 ? M Lm? = iix?? 對(duì)于塔頂： 由?Dt℃查手冊(cè)得 ??? mmNLA ??? mmNLB? )( ???????? mmNLD m 對(duì)于進(jìn)料板： 由CtF ?? 查手冊(cè)得 ??? mmNLA? ??? mmNLB? )( ???????? mmNLF m 16 對(duì)于塔底： 由 ?? 查手冊(cè)得 ??? mmNLA? ??? mmNLB? )( ???????? mmNLW m 精餾段平均表面張力： 11 ????? mmNLm 提餾段平均表面張力 ： 12 ??? 液體平均粘度計(jì)算 塔頂液相平均的黏度的計(jì)算 由?Dt℃ 查表得： smPA ?? ? smPB ?? ? )( LgLgLg LDm ???? smPaLDm ??? ? 進(jìn)料板液相平 均黏度的計(jì)算 由CtF ?? 查表得： smPA ?? ? smPB ?? ? 同理可 得smPaLFm ??? ? 塔底液相平均的黏度的計(jì)算 由 ? ℃ 查表得： smPA ?? ? smPB ?? ? 同理可得smPaLWm ?? ? 精餾段液相平均粘度smPLm ???? 提餾段液相平均粘度smP ???? 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算 R1= 精餾塔的汽、液相負(fù)荷 ： 17 精餾段：液相流量： L=R D= = 氣相流量： V=(R+1) D=(+1) = 提鎦段：液相流量： L′ =L+qF=+ = 氣相流量： V′ =V+(q1)F= = Vs 和 Ls計(jì)算 精 餾段的氣、液相體積流率為 / 31,1, ????? mVmVs VMV ? / 31,1, ???? mLmLs LML ? 提餾段的氣、液相體積流率為 / 32,2, ????? mVmVs VM ? / 32,2, ?? LmLs LML 第二板液相的 Vs和 Ls計(jì)算 為 smVMV VVmS / 31 ????? ? smLML LLs / 31 ????? 同理可得smVS / 32 ? smL s / 32 ? S /286. 33 s /00089. 33 綜上可知： Vs Ls 塔頂?shù)诙? 進(jìn)料口上第三板 進(jìn)料口下第二板 18 塔 徑的計(jì)算 由 m ax LVVuC ?????? （由式 20 ()20CC ??） 20C 由課程手冊(cè) 108 頁圖 51 查圖的橫坐標(biāo)為 2/12/11.1. ???????? ???????????mVmLhhLV VLF ?? 取板間距 HT=，板上液層高度 hL=，則 HThL== 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 C20= ??????????????? 。 精餾段平均溫度： Ct m ? )(1 ??? 提餾段平均 溫度： Ct ? )(2 ??? 平均塔溫為 tm =（ *） 1/2=℃。 求實(shí)際塔板數(shù) 精餾段實(shí)際 板層數(shù) ??精 提餾段實(shí)際板層數(shù) 精 全塔實(shí)際塔板數(shù) N = 26 塔的精餾段操作工藝條件及計(jì)算 平均壓強(qiáng)mP 塔頂操作壓力計(jì)算 PD= 98kPa 每層塔板壓降 △ P= 第二塔板 P1=98+= 精餾塔進(jìn)料口上第三板 ????P 精餾塔進(jìn)料口下第二板 ??? 12 進(jìn)料溫度的計(jì)算 ?wx 對(duì)應(yīng)的溫度為塔底溫度，為?Wt℃。 甲苯的粘度 :厘泊。1 ?? ????? nn nwn xy xVWxxVL 用圖解法得出理論塔板數(shù) 作圖如后面附圖所示 TN=15（包括再沸器） ,進(jìn)料板為第 8層 其中 NT精=7， NT提=7(不包括再沸器 ) 求平均塔效率 ET 前面已計(jì)算 可知 平均塔溫為 tm =（ *） 1/2=℃。39。如 苯（ x） 甲苯（ y）的相平衡數(shù)據(jù) 溫度 /℃ 85 90 95 100 105 POA /Kpa POB/Kpa 40 46 54 86 x 0 y 0 本方案中，塔內(nèi)壓力接近常壓（實(shí)際上略高于常壓），因操作壓力偏離常壓很小，所以其對(duì)x~y 平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。 三、精餾塔設(shè)計(jì) 工藝條件的確定 苯與甲苯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表 31 相平衡數(shù)據(jù) 溫度 /℃ 85 90 95 100 105 POA /Kpa POB /Kpa 40 46 54 86 ? x 0 y 0 表 32 苯與甲苯的物理性質(zhì) 項(xiàng)目 分子式 相對(duì)分子量 沸點(diǎn) /℃ 臨界溫度 /℃ 臨界壓力 /Pa 苯 C6H6 甲苯 C6H5CH3 表 33 Antoine 常數(shù)值 組分 A B C 苯 甲苯 表 34 苯與甲苯的液相密度 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 )//( 3, mkgL 苯? 810 8 )//( 3, mkgL 甲苯? 815 表 35 液體的表面張力 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ）（苯 mmN //? ）（甲苯 mmN //? 表 36 液體的黏度 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ）苯（ smpL a.,? ）甲苯（ smpL a.,? 表 液體的汽化熱 ? 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 ? 苯 /(KJ/Kg) ? 甲苯 /(KJ/Kg) 溫度的條件： 假定常壓，作出苯 — 甲苯混合液的 txy圖，如后附圖所示。塔里的混合物不斷重復(fù)前面所說的過程，而進(jìn)料口不斷有新鮮原料的加入。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到泡點(diǎn)，其中的液態(tài)部分進(jìn)入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中，停留一定的時(shí)間然后進(jìn)入苯的儲(chǔ)罐，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個(gè)過程就叫做回流。 六：能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等 . 工藝流程如下： 苯與甲苯混合液（原料儲(chǔ)罐）→原料預(yù)熱器→浮閥精餾塔（塔頂：→全凝器→分配器→部分回流，部分進(jìn)入冷卻器→產(chǎn)品儲(chǔ)罐） (塔釜：再沸器→冷卻器→產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)罐） 7 流程的說明 本方 案主要是采用浮閥塔，苯和甲苯的原料混合物進(jìn)入原料罐，在里面停留一定的時(shí)間之后，通過泵進(jìn)入原料預(yù)熱器，在原料預(yù)熱器中加熱到 度，然后，原料從進(jìn)料口進(jìn)入到精餾塔中。 四：有一定的操作彈性：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)使效率發(fā)生較大的變化。二：效率高：氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質(zhì)效率。 設(shè)計(jì)方案 塔設(shè)備的工業(yè)要求 總的要求是在符合生產(chǎn)工藝條件下，盡可能多的使用新技術(shù)，節(jié)約能源和成本，少量的污染。其閥孔直徑為 39mm，重閥質(zhì)量為 33g，輕閥為 25g。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。 浮閥塔廣泛用于精餾、吸收和解吸等過程。板式塔大致可分為兩類：有降液管的塔板和無降液管的塔板。 6 二、設(shè)計(jì)方案的確定 處理量確定 依設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，處理量為 :1500 + 1 150=1650kg/h, 1650 7920= 萬噸 /年 概述 塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。通過課程設(shè)計(jì)，我們了解到工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握典型單元操作設(shè)計(jì)的主要程序和方法，培養(yǎng)了分析和解決 工程實(shí)際問題的能力。 目錄 一、 前言 ....................................................................................................................................6 二、 設(shè)計(jì)方案的確定 .............................................................................................................6 處理量確定 .....................................................................................................................6 概述 ..................................................................................................................................6 設(shè)計(jì)方案 ..........................................................................................................................6 ....................................