【正文】 管長(zhǎng)度與局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度： = 管程進(jìn)出口阻力 : ? ?? ? ? ? ? ????? vbbvxxX tt ??? ?1212 ??? XX XR tttt ttL? ? RR LbLvtp ??? ??? 1_? ?? ? ? ? ? ????? vbbvxxX tt 39。dfOWWd hhhhH ??????丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 ??????????guhlv020 ?? ?????? ?? hhh owwl ? 0 將各式代入可得液泛方程線(xiàn)： 2632329 V L hV L hV V h qqq ??? ?????? 即 21223257 )( V L hV L hV V h qqq ?????? 操作彈性 364 5 0/2 7 0 0)/()( m inm a x ???? v v hv v h qq 由負(fù)荷性能圖可知，設(shè)計(jì)點(diǎn)在負(fù)荷性能圖中的位置較適中，有較好的操作彈性和適宜裕度，其他性能均滿(mǎn)足要求，故本設(shè)計(jì)較合理。0 ?= m/s 39。 液體在降液管中的停留時(shí)間應(yīng)大于 3～ 5s =5s 滿(mǎn)足要求 ,則可避免嚴(yán)重的氣泡夾帶。2822 2 ???????????????????? ?bWv L hbWv L hdd hlqhlqguh ?dfOWWd hhhhH ??????丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 39。 KCAqFFTvlvvvs1 ????? = Z=D2 db = AAA dTb 2?? = KCAZqqFFbv lsvlvvvs ?????1 ??? = 故不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的液沫夾帶。 則 A / AT=1 Ad / AT = 截面積 : AT=A/= m2 塔徑： = 圓整后，取 D= 符合化工原理書(shū) P237 表 的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián) 實(shí)際面積： = m2 降液管截面積： Ad=AT = m2 氣體流道截面積： A=ATAd= m2 實(shí)際操作氣速： = 實(shí)際泛點(diǎn)率： u / uf = 降液管流速 bU = vlsq/DA = 塔高 Np=135 20 20 ????????CCVVLf Cu ? ?? ??uqA VVs??ATD 4?24 DAT ??Aqu VVs?LVmmsVsVLV qqqqF ????VsLsVLVL ??丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 取塔板間距 HT= 有效高度： Z= HT （ Np1） =*134= 進(jìn)料處兩板間距增大為 設(shè)置 9個(gè)人孔，每個(gè)人孔 塔頂空間高度 ,釜液上方氣液分離高度取 . 釜液高度取 2m，封頭高度取 。 r 冷凝器冷卻劑的質(zhì)量流量： GC= QC/(cl ??? = 提餾段 ：Wnm xWqFL WxWqFL qFLy ????? ??? 1= 相平衡方程 ： nnnnn yyyyx )1( ????? ?? 利用逐板計(jì)算法計(jì)算理論板 數(shù)，用 excel 輸出結(jié)果如下： 表 逐板計(jì)算結(jié)果表 序號(hào) Y X 序號(hào) Y X 1 42 2 43 ｛ eeeD xy yxR ???minxxy )1(1 ??? ??｛ 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 3 44 4 45 5 46 6 47 7 48 8 49 9 50 10 51 11 52 12 53 13 54 14 55 15 56 16 57 17 58 18 59 19 60 20 61 21 62 22 63 23 64 24 65 25 66 26 67 27 68 28 69 29 70 30 71 31 72 32 73 33 74 34 75 35 76 36 77 37 78 38 79 39 80 40 81 41 82 由上表可以看出所需的理論板數(shù)為 82 塊（含釜），則實(shí)際板數(shù)為 135 與假設(shè)近似，可以認(rèn)為假設(shè)合理！ 塔壓重新估算： Wp = ?Dp 135***1= 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 根據(jù)塔底的溫度和壓力， 查得 丙烯： ， 53℃下，丙稀的物性數(shù)據(jù)： 氣相密度：ρ V =29kg/ m3 液相密度：ρ L =445kg/ m3 液相表面張力：σ =丙烷： ， 53℃下，丙烷的物性數(shù)據(jù)： 氣相密度：ρ V ， =30kg/ m3 液相密度：ρ L ‘ =440kg/ m3 液相表面張力：σ = mN/m 丙烷的臨界溫度 T=369K 臨界壓力 P= Tr= Pr= 由于氣體密度按常壓查取，故需要 查得，壓縮因子為 按塔底塔板氣液相組成修正 混合物物性 氣相密度 v? = 3/mkg ；液相密度 L? =440 3/mkg ； 液相表面張力 ? =； 平均摩爾質(zhì)量 M=； 氣 相流量 )1( ?? RDVS =液相流量 DRLS ? =q,mv= q,nvM,= *44=q,vv= q,MV/ρ ,V=q,ml= q， nlM， =*44= kg/h q,vl= q， Ml/ρ ， l= 1）再沸器熱流量： QR=V’ ye= 由公式 得 ： minR = R = minR = 3．全塔物料衡算 nFq = nDq + nWq nFq Fx = nDq Dx + nWq Wx nFq =80 kmol/h， Fx ＝ 65%， Wx ＝ 2％ Dx ＝ 98％ 解得 ： nDq =, nWq = 精餾段 ： 111 ?????? RxxR Ry Dnn= nx + nDnL Rqq ? =*=nDnV qRq )1( ?? =(+1)*=nFnLnL qqqq ??39。 MA+(1X) C，查 p— t— k圖 得： AK = BK = ?? ||=，所選溫度基本符合！ 故 假設(shè)正確， 塔底溫度為 326K. 則 W? = 2/)( WDm ??? ?? = 板數(shù)的核算、物料 衡算及熱量衡算 1．換算 將摩爾百分?jǐn)?shù)換算成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)： W=X 所以BAD KK?? = 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 設(shè)理論 板數(shù)為 81塊（含釜），實(shí)際板數(shù)為 (811)/=133 塊。 3） 調(diào)節(jié)裝置 由于實(shí)際生產(chǎn)中各狀態(tài)參數(shù)都不是定值，應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖靡欢〝?shù)量的閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證達(dá)到生產(chǎn)要求，可設(shè)雙調(diào)節(jié)，即自動(dòng)和手動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式并存，且隨時(shí)進(jìn)行切換。 2） 必要的檢測(cè)手段 為了方便解決操作中的問(wèn)題，需在流程中的適當(dāng)位置設(shè)置必要的儀表，以及時(shí)獲取壓力、溫度等各項(xiàng)參數(shù)。當(dāng)流至塔底時(shí)，被再沸器加熱部分汽化，其氣相返回塔內(nèi)作為氣相回流，而其液相則作為塔底產(chǎn)品采出。另一部分凝液作為回流返回塔頂。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進(jìn)行全部或部分冷凝。 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 工藝流程說(shuō)明 精餾裝置流程 精餾就是通過(guò)多級(jí)蒸餾，使混合氣液兩相經(jīng)多次混合接觸和分離，并進(jìn)行質(zhì)量和熱量的傳遞，使混合物中的組分達(dá)到高程度的分離，進(jìn)而得到高純度的產(chǎn)品。 C，固，選用普通的循環(huán)水即可滿(mǎn)足要求。 本次設(shè)計(jì)采用立式熱虹吸式再沸器，它具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：將釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差作為循環(huán)推動(dòng)力；結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高；殼程不能機(jī)械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)；塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。 再沸器的作用是將塔底液體部分汽化后送回精餾塔，使塔內(nèi)氣液兩相間接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行。 加 熱劑及 再沸器 的選擇 本設(shè)計(jì)塔塔底溫度 53。壓力增加可提高塔的處理能力，但會(huì)增加塔的壁厚 ，導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用增加；同時(shí)壓力增加，組分間的相對(duì)揮發(fā)度 降低，回流比或塔高增加，導(dǎo)致操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用增加。 壓力的選擇 精餾操作可在常壓、減壓和加壓下進(jìn)行，塔內(nèi)操作壓力的選擇不僅牽涉到分離問(wèn)題，而且還與塔頂和塔底的溫度的選取有關(guān)。 R 的選擇 適宜回流比一般選擇為最小回流比的 — 倍，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對(duì)于難分丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 離的物系，宜選用較大回流比，而在能源相對(duì)緊張的地 區(qū)，為減少加熱介質(zhì)的消耗量，就選取回流比較小的操作。所以塔板和浮閥一般采用不銹鋼材料。當(dāng)氣體負(fù)荷較低時(shí)，浮閥的開(kāi)度較小，漏夜量不多；氣體負(fù)荷較高時(shí)，開(kāi)度較大，阻力又不至于增加較大，所以這種塔板操作彈性較大，阻力比泡罩塔板大為減小，生產(chǎn)能力比其大。常用的浮閥有 F1 和 V4 型兩種，后者用于減壓塔。另外，這種塔的板效率高。 浮閥塔板：浮閥塔板是綜合了泡罩和篩板的優(yōu)點(diǎn)研制出來(lái)的。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，只要設(shè)計(jì)合理和操作適當(dāng)，篩板仍能滿(mǎn)足生產(chǎn)上所要求的操作彈性，而且效率較高。但泡罩塔板的生產(chǎn)能力不大，結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，不僅制造成本高，且塔板阻力大，液面落差也大，近些年來(lái)在許多場(chǎng)合已逐漸為其他型式的塔 板所取代 [3]。 表 板式塔和填料塔的性能比較 板式塔 填料塔 壓力降 一般比填料塔大 小，適于要求壓力降小的場(chǎng)合 空塔氣 速 （生產(chǎn)能力） 小 大 塔效率 穩(wěn)定，大塔比小塔有所提高 塔徑在 1400mm 以下效率較高；塔徑增大，效率常會(huì)下降 液氣比 適應(yīng)范圍較大 對(duì)液體噴淋量有一定要求 持液量 較大 較小 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 安裝維修 較容易 較困 難 造價(jià) 直徑大時(shí)一般比填料塔低 直徑小于 800mm,一般比板式塔便宜；直徑增大，造價(jià)顯著增加 在本次設(shè)計(jì)中采用板式塔，一方面板式塔的設(shè)計(jì)比較成形，可借鑒的數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)結(jié)果較多；另一方面，板式塔的造價(jià)相對(duì)低廉，安裝維修都更為簡(jiǎn)便。在填料塔中，塔內(nèi)裝填一定段數(shù)和一定高度的填料層，液體沿填料表面呈膜狀向下流動(dòng)，作為連續(xù)相的氣體自下而上流動(dòng)，與液體逆流傳質(zhì)。在板式塔中，塔內(nèi)裝有一定數(shù)量的塔盤(pán)，氣體以鼓泡或噴射的形式穿過(guò)塔盤(pán)上的液層使兩相密切接觸，進(jìn)行傳質(zhì)。 塔型的選擇 精餾塔是精餾裝置的主體核心設(shè)備，氣、液兩相在塔內(nèi)多級(jí)逆向接觸進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱，實(shí)現(xiàn)混合物的分離，為保證精餾過(guò)程能穩(wěn)定、高效地操作，適宜的塔型及合理的設(shè)計(jì)是十分關(guān)鍵的。精餾過(guò)程在能量劑驅(qū)動(dòng)下（有時(shí)加質(zhì)量劑），使氣、液兩相多次直接接觸和分 離，利用液相混合物中各組分揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 過(guò)程工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ――― 丙烯 丙烷精餾裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：劉曉玉 班級(jí)：環(huán)境工程 1001 學(xué)號(hào)： 20xx46038 指導(dǎo)老師：潘艷秋、俞路 完成時(shí)間： 20xx/07/ 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 前言 丙烯 — 丙烷精餾塔工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 目錄 第一章 精餾過(guò)程工藝設(shè)計(jì)概述 ..................................