【正文】 3 3 ??????? 故降液管底隙高度設計合理。 ② 溢流堰高度 wh? ： mh ow 32 ??????? ????? 取板上清液層高度 mhL ?? ， 故 mhhh owLw ???????? 。開孔區(qū)面積按式 ?????? ??? ? RxRxRxA a 1222 s i n1802 ?計算 其中 mWWDxsd )()(2 ??????? mWDR c . 82 ????? 故 21222 ) i (2 mA a ???????? ? 第 24 頁 共 52 頁 ④ 篩孔計算及其排列 由于苯和甲苯?jīng)]有腐蝕性，可選用 mm3?? 碳鋼板，取篩孔直徑 mmd 50 ? 。塔板 分為 4 塊。 選用凹形受液盤，深度 mhw ?? (2) 塔板布置 ① 塔板的分塊。 ③ 弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA ： 由 ?Dlw ，查弓形降液管參數(shù)圖，得 ?TfAA ， ?DWd ， 第 23 頁 共 52 頁 則 mW f 1 4 7 2 ??? ， mW d 1 9 2 ??? 驗算液體在降液管中停留時間： ssL HAh Tf ??? ????? 故降液管設計合理。各項計算如下： ① 堰長 wl ： 取 mDl w ???? 。 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 (1) 操作壓力計算 塔頂操作壓力 k P ap D 0 0 1 ??? 每層塔板壓降 kPap ?? 進料板壓力 k P ap F 1 0 5 ???? 塔底操作壓力 k P ap W 2 0 5 ???? 精餾段平均壓力 k P ap m 0 92) 1 0 5( ??? 提餾段平均壓力 k P ap m 1 72) 2 1 3( ???? (2) 平均摩爾質(zhì)量計算 ① 塔頂平均摩爾質(zhì)量計算 ： 第 16 頁 共 52 頁 由 ?x ， ?y 可得 1, )( ???????? k m olkgM mDL 1, )( ???????? k m olkgM mDV ② 進料板平均摩爾質(zhì)量計算 ： 由 理論板計算 ，得 ?Fx ， ?Fy ， 1, )4 7 ( 7 ???????? k m olkgM mFL 1, )6 9 ( 9 ???????? k m olkgM mFV ③ 塔釜 平均摩爾質(zhì)量計算 ： 由 理論板計算 ，得 ?Wx ， ?Wy ， 1, )0 2 ( 2 ???????? k m olkgM mWL 1, )( ???????? k m olkgM mWV ④ 精餾段平均摩爾質(zhì)量 ????? k m olkgM mL ????? k m olkgM mV ⑤ 提餾段平 均摩爾質(zhì)量 ?????? k m olkgM mL ?????? k m olkgM mV 第 17 頁 共 52 頁 (3) 平均密度計算 ① 氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算， 精餾段 )( ????? ??? mkgRT Mp m VmV mm? 提餾段 )( ????? ??????? mkgTR Mp m VmV mm? ② 液相平均密度計算 LBBLAALmaa ??? ??1 塔 頂 ： ?? xa A ， ?Ba 由 ℃?Dt ，查手冊，得 ??? mkgA? ， ??? mkgB? ， 則 , ??DmL? ， 3, 1 4 ??? mkgmDL? 進料板： ?? FA xa ， ?Ba 由 ℃?Ft ，查手冊，得 ??? mkgA? ， ??? mkgB? ， 則 , ??FmL? ， 3, 0 2 ??? mkgmFL? 塔釜： ?? xa A ， ?Ba 由 ℃?Ft ，查手冊，得 ??? mkgA? ， ??? mkgB? ， 則 , ??WmL? ， 3, 8 1 ??? mkgmWL? 第 18 頁 共 52 頁 精餾段 2 ????? mkgmL? 提餾段 2 ?????? mkgmL? (4) 液體平均表面張力計算 液相平均表面張力依下式計算， 即： ???ni iiLm x1 ?? 塔頂液相平均表面張力的計算： 由 ℃?Dt ，查手冊，得 ??? mmNA? ， ??? mmNB? 1, ??????? mmNmDL? 進料板液相平均表面張力的計算： 由 ℃?Ft ，查手冊，得 ??? mmNA? ， ??? mmNB? 1, ??????? mmNmFL? 塔釜液相平均表面張力的計算： 由 ℃?Wt ，查手冊，得 ??? mmNA? ， ??? mmNB? 1, ??????? mmNmWL? 精餾段液相平均表面張力為： ????? mmNmL? 提餾段液相平均表面張力為： ?????? mmNmL? 第 19 頁 共 52 頁 (5) 液體平均粘度計算 液相平均黏度依下式計算，即： ?? iiLm x ?? lglg 塔頂液相平均粘度的計算： 由 ℃?Dt ，查手冊，得 sm P aA ?? ? ， sm P aB ?? ? ， 3 2 4 1 5 , ????mDL? ， 得 sm P amDL ?? ,?， 進料板液相平均粘度的計 算： 由 ℃?Ft ，查手冊，得 sm P aA ?? ? ， sm P aB ?? ? ， 2 9 5 8 4 , ????mFL? ， 得 sm P amFL ?? 2 9 ,?， 塔釜液相平均粘度的計算： 由 ℃?Wt ，查手冊，得 sm PaA ?? ? ， sm P aB ?? ? ， 0 2 7 4 2 , ????mDL? ， 得 sm P amDL ?? ,?， 精餾段液相平均粘度為： SmPmL ???? ? ， 提餾段液相平均粘度為： SmPmL ????? ? 第 20 頁 共 52 頁 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 (1) 塔徑的計算 對于精餾過程，由于精餾段和提提餾段的氣、液相符合及物性數(shù)據(jù)不同，故設計中兩段的塔徑應分別計算。 s） 表 6 苯 — 甲苯物系在總壓 )(yxt? 關系 t/℃ 84 88 92 96 100 104 108 x 1 0 y 1 0 表 7 常壓下苯 —— 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 第 9 頁 共 52 頁 第 10 頁 共 52 頁 精餾塔的物料衡算 (1) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 ??? kmo lkgM A 甲苯的摩爾質(zhì)量 ??? kmo lkgM B ???Fx ???Dx ???Wx (2) 原料液及塔頂 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ??????? k mo lkgM F )( ???????? k m o lkgM D .9 81 ??????? k m o lkgM W ）（ (3) 物料衡算 原料處理量 700000 00 ?????? hk m olF 總物料衡算 ??WD 苯物料衡算 5 4 0 30 2 3 8 ??? WD 聯(lián)立解得 ??? hkm olD ??? hkm olW 塔板數(shù)的確定 (1) 理論板層數(shù) TN 的求取 苯一甲苯屬理想物系，可采逐板計算求理論板層數(shù) 第 11 頁 共 52 頁 ① 求最小回流比及操作回流比 查得苯 — 甲苯物系的氣、 液平衡數(shù)據(jù)（表 6），繪出 )(yxt? 圖， 采用作圖法求最小回流比。 第 8 頁 共 52 頁 數(shù)據(jù)搜集： 表 1 苯和甲苯的物理性質(zhì) 項目 分子式 分子量 M 沸點（℃） 臨界溫度 tC（℃） 臨界壓強 PC（ kPa） 苯 A C6H6 甲苯 B C6H5— CH3 表 2 苯和甲苯的飽和蒸汽壓 溫度 (℃ ) 85 90 95 100 105 0AP ,kPa 0BP ， kPa 表 3 苯和甲苯的 液相密度 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯 ,kg/ 3m 815 甲苯 ,kg/ 3m 810 表 4 液體 表面張力 溫度 80 90 100 110 120 苯， mN/m 甲苯， mN/m 表 5 液體粘度 L? 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯（ mPa (２ ) 操作彈性較小 (約 2～ 3)。 (４ ) 壓降較低，每板壓 力比泡罩塔約低 30％左右。 (２ ) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～ 15％。 塔板的類型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開有許多均布的篩孔，孔徑一般為3～ 8mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。塔底設置再沸器采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。 教研室主任： 指導教師： 20xx 年 11 月 18 日 第 7 頁 共 52 頁 三 設計計算 設計方案的選定及基礎數(shù)據(jù)的搜集 本設計 任務為分離苯一甲苯混合物。 若填寫內(nèi)容較多可另紙附后。 第五天：進行流體力學驗算 第六天：繪制負荷性能圖，編寫工藝計算結果。 第三天：確定塔徑、塔高等工藝尺寸。 設計 參數(shù) 原始數(shù)據(jù)： 年處理量： 70000 噸 料液初溫： 35℃ 料液濃度： 50%（苯質(zhì)量分率） 塔頂產(chǎn)品濃度： 98%（苯質(zhì)量分率） 第 6 頁 共 52 頁 塔底釜液含甲苯量不低于 98%(以質(zhì)量計 ) 每年實際生產(chǎn)天數(shù)： 330 天（一年中有一個月檢修） 精餾塔塔頂壓強： 4 kpa（表壓） 冷卻水溫度： 30℃ 飽和水蒸汽壓力： (表壓 ) 設備型式：篩板塔 進度 要求 第一天：根據(jù)課程設計 任務書查閱相關資料。 設計說明書應附有帶控制點工藝流程圖，塔板結構簡圖。 設計說明書應根據(jù)設計指導思想闡明設計特點，列出設計主要技術數(shù)據(jù)，對有關工藝流程和設備選型作出技術上和經(jīng)濟上的論證和評價。 (3)換熱器選型 對原料預熱器，塔底再沸器，塔頂產(chǎn)品冷卻器等進行選型。 (2)高位槽、貯槽容量和位置 高位槽以一次加滿再加一定裕量來 確定其容積。 (1)加料泵選型，加料管規(guī)格選型 加料泵以每天工作 3 小時計（每班打 1 小時）。 (4)有關具體機械結構和塔體附件的選定 第 5 頁 共 52 頁 *接管規(guī)格： 根據(jù)流量和流體的性質(zhì)，選取經(jīng)驗流速，選擇標準管道。 (1)選