【正文】 m??所以出口堰高：h ==對于提餾段：23..().800ow??出口堰高：h ==3) 降液管的寬度 Wd與降液管的面積 Af由 查圖得 W d/D=，A f/AT=.?Dlw故 W d== Af==4) 計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積,即 ?????? 故降液管設(shè)計符合要求。用內(nèi)插法求得苯，甲苯在 Ft, D， Wt溫度下的密度。2ptD=℃ ?/()kJmolK? 437吉林化工學院化工原理課程設(shè)計14 12(1)pDpDCxx????/()kJmolK? = /kJolK?： t W=℃ ；?/()kJmol??/()kJol? 1()pWWCxx??? = /kJolK?=℃： Ft ?() 265/ml? 21PFPFxx??? = /()kJol?=℃: Dt ? 2(1)DDxrx??? = .()? = 塔頂 12()DDM?? =7..14(.)??? 839/kgmol（1）0℃時塔頂氣體上升的焓 VQ塔頂以 0℃為基準， DpDVCt????? .?? 03/KJh（2）回流液的焓 R此為泡點回流，據(jù) 圖查得此時組成下的泡點 ，用內(nèi)插法求得回txy?Dt流液組成下的 =℃,在此溫度下：39。Dt=℃,?????.,.0/..77AA ????./LDmBDxx mN?????????Ft=℃，吉林化工學院化工原理課程設(shè)計13,?????.,.41/. /207.)1(??????Wt= ℃，,???.0,.95/?? ?????????????精餾段液相平均表面張力: mNLFmDL /???）（提餾段液相平均表面張力： LWFLm /)(2?? 熱量衡算加熱介質(zhì)的選擇選用飽和水蒸氣，溫度 140℃，工程大氣壓為 .原因：水蒸氣清潔易得，不易結(jié)垢，不腐蝕管道，飽和水蒸氣冷凝放熱值大，而水蒸氣壓力越高冷凝溫差越大，管程數(shù)相應(yīng)減小，但蒸汽壓力不宜過高。x15=xw所以總理論板數(shù)為 15 塊（包含再沸器）精餾段理論板數(shù)為 7，第 8 塊為進料板，提餾段理論板數(shù)為 8（含再沸器） 板效率的計算對于進料， =℃，由安托因方程可得： oA APPKpa????? 4785706..8B B ??，?又 4W精 餾 段 的 平 均 相 對 揮 發(fā) 度 ??? 提 餾 段 的 平 均 相 對 揮 發(fā) 度 20471W又 ℃， ℃??精餾段平均溫度： ??℃提餾段平均溫度： 10Wt? ℃根據(jù)液體平均粘度公式： ???粘度。x13=y14=。x11= y12=。x9= y10=。x7=y8=。x5=y6=。x3=y4=。39。精餾段操作線方程為： ????? xRxyDnn為： .39。W3 =,F45..19 理論塔板數(shù)的確定 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計8 (1)相對揮發(fā)度的計算 查表 321 得常壓下苯甲苯氣液平衡組成與溫度關(guān)系如下表：利用表中數(shù)據(jù)由插值法可求得 tF,tD,tW 得: t D =℃?? XF= 時 得 tF =℃ XW = 時 得 tW=℃ m的計算?苯—甲苯的飽和蒸汽壓可用安托因方程求解，即：Lg =A 式中：t：物系溫度，單位：℃ . ：飽和蒸汽壓/Kpa，0pBtC? 0pA,B,C,—Antoine 常數(shù)，見如下表 12：表 12組分 A B C苯(A) 甲苯(B) 即：苯甲苯的安托因方程分別為：???對于塔頂： ℃，則：?. BppKap???????頂同理塔底： ℃，則：?. BppKpa????? ?底相對揮發(fā)度 .2..52ma???頂 底 ＝ ＝從而得到相平衡方程:x= (1)(1).yy????吉林化工學院化工原理課程設(shè)計9最小回流比的確定： ??????????????操作回流比 R== 、液相負荷精餾段 ：L=RD==V=(R+1)D=(+1) =?提餾段： + 125=??qFL39。FF質(zhì)量分率： =39。 D =W =㎏／h39。本設(shè)計物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比卻最小回流比的 倍。在這種情況下，可采用強制回流，塔頂上蒸汽采用冷凝器冷卻以冷回流流入塔中。如果需要較高的塔頂處理或塔板數(shù)較多時，回流冷凝器不宜安裝在塔頂。對于小型塔，回流冷凝器一般安裝在塔頂。本設(shè)計塔釡采用間接加熱蒸汽，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。間接蒸汽加熱使通過加熱器使釡液部分汽化。由于重組分是水，故省略加熱裝置。 加熱方式的選擇 加熱方式可分為直接蒸汽和間接蒸汽加熱。綜合考慮，設(shè)計上采用泡點進料。對于冷液進料，當組成一定時，流量一定對分離有利，節(jié)省加熱費用。甲苯和苯在常壓下就能夠分離出來，所以本實驗在常壓下操作就可以。 操作壓力的選擇 蒸餾過程中按操作壓力不同，分為常壓蒸餾，減壓蒸餾和加壓蒸餾。塔頂出來的氣體溫度不高，冷凝后回流液和產(chǎn)品溫度不高，無需進一步冷卻，此次分離也是希望得到甲醇，選用全凝器符合要求。 塔頂冷凝裝置可采用全冷凝器，分冷凝器兩種不同的設(shè)置。譬如，用余料作為塔頂產(chǎn)品（或釜液產(chǎn)品）冷卻器的冷卻介質(zhì)，既可以將原料預(yù)熱，又可以節(jié)約冷卻質(zhì)。 蒸餾通過物料在塔內(nèi)的多次部分汽化與多次部分冷凝實現(xiàn)分離，熱量自塔釜輸入，由冷凝器中的冷卻質(zhì) 將余熱帶走。連續(xù)蒸餾有生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，工業(yè)生產(chǎn)中以連續(xù)蒸餾為主。 飽 和 蒸 汽 產(chǎn) 品 采 出塔 底 物 料 采 出進 料精餾框架簡圖吉林化工學院化工原理課程設(shè)計4第 1 章 設(shè) 計 方 案 裝置流程的確定 蒸餾裝置包括精餾塔，原料預(yù)熱器，蒸餾釜（再沸器） ，冷凝器，釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)。具有較高的操作彈性，但稍低于泡罩塔。合理的設(shè)計和適當?shù)牟僮髂軡M足要求的操作彈性，而且效率高。工業(yè)上以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場合（如分離難度大、易結(jié)焦的物系） 。它的結(jié)構(gòu)特點是塔板上開有許多均勻的小孔。⑼ 無溢流塔板 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計3無溢流塔板是一種簡易塔板，只是一塊均勻開有一定縫隙或篩孔的圓形平板，無降液管，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉。 ⑺ 多降液管塔板 在普通浮閥上設(shè)置多根降液管以適應(yīng)大液體量的要求，降液管為懸掛式。⑹ 垂直浮閥 垂直浮閥是在塔板上開有若干直徑為 100200mm 的大圓孔，孔上設(shè)置圓柱形泡罩，泡罩下緣于塔板有一定的間隙，泡罩側(cè)壁開有許多篩孔。同時從舌孔噴出的氣流，通過動量傳遞推動液體流動，降低了板上液層厚度和塔板壓降。⑶ 篩孔塔板 篩孔塔板是最簡單的塔板，造價低廉，只要設(shè)計合理，其操作彈性是可以滿足生產(chǎn)需要的，目前已成為應(yīng)用最為廣泛的一種板型。 ⑵ 浮閥塔板 浮閥塔板是對泡罩塔板的改進，取消了升氣管，在塔板開孔上訪設(shè)置了浮閥，浮閥可根據(jù)氣體的流量自行調(diào)節(jié)開度。升氣管是泡罩塔區(qū)別于其它塔板的主要結(jié)構(gòu)特征。關(guān)于各種類型塔板的介紹主要的塔板型式有：泡罩塔板；浮閥塔板；篩孔塔板；舌形塔板（斜孔塔板） ；網(wǎng)孔塔板；垂直浮閥；多降液管塔板；林德浮閥；無溢流塔板。 有 板 式 塔 與 填 料 塔 兩 種 主 要 類 型 。精餾段的操作彈性為 ，提餾段的操作彈性為 ，符合操作要求。確定了塔的主要工藝尺寸，塔板采用單溢流弓型降液管齒型堰如塔徑 米等。由平均粘度得到全塔效率為 50%，從而得到了塔的精餾段實際板數(shù)為 14 塊，提餾段實際板數(shù)為 15。本文設(shè)計了浮閥精餾塔及其附屬元件的尺寸、管線路線的鋪設(shè)，并對摩爾分數(shù)為 的苯—甲苯二元溶液進行精餾過程，其中塔頂使用全凝器，部分回流。吉林化工學院化工原理課程設(shè)計1吉 林 化 工 學 院化 工 原 理 課 程 設(shè) 計 題目 苯甲苯二元物系浮閥精餾塔設(shè)計 2022 年 06 月 11 日 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計2目 錄摘 要…………………………………………………………………………………………1 緒 論…………………………………………………………………………………………2設(shè)計方案的選擇………………………………………………………………………………… 4第一張 塔板的工藝的計算………………………………………………………………………6 主要基礎(chǔ)物性參數(shù)…………………………………………