【正文】 2 0 . 2 6 7 mfTAA? ? ? ? 計算液體在降液管中停留時間 13600 3 6 0 0 0 . 2 6 7 0 . 4 1 6 . 1 8 5 s0 . 0 0 6 6 3 6 0 0fThAH sL? ??? ? ? ??， 故降液管設(shè)計合理。1 8 9 .9 C2DFm ttt ??? 提餾段平均溫度： 176。 因此取 10 個溫度點： 81℃、 82℃、 85℃、 87℃、89℃、 90℃、 92℃、 93℃、 95℃、 100℃ 由于純組分的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系通常可表示成如下的經(jīng)驗式 log A CBp t?? ?。 ? 精餾塔物料衡算 有設(shè)計要求數(shù)據(jù)： 加料量 185F Kmol h? 苯的摩爾質(zhì)量 AM = Kg/Kmol 甲苯的摩爾質(zhì)量 BM = Kg/Kmol 進料組成摩爾分數(shù)： FX = 餾出液組成摩爾分數(shù)： DX = 釜液組成摩爾分數(shù)： WX = ? 原料液及塔頂、塔底的平均摩爾質(zhì)量 苯的摩爾質(zhì)量 7 8 .1 1AM Kg Kmol? 甲苯的摩爾質(zhì)量 9 2 .1 4BM Kg Km ol? 進料組成摩爾分數(shù)： ? 餾出液組成摩爾分數(shù)： ? 釜液組成摩爾分數(shù)： ? 平均摩爾質(zhì)量： 0. 45 78 .1 1 ( 1 0. 45 ) 92 .1 3 85 .8 2 /0. 98 78 .1 1 ( 1 0. 98 ) 92 .1 3 78 .3 9 /0. 03 78 .1 1 ( 1 0. 03 ) 92 .1 3 91 .7 1 /DWM k g k m olM k g k m olM k g k m ol? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?F 原料的處理量： 185F Kmol h? 總物料衡算： WDF ?? 即 185DW?? 易揮發(fā)組分 的物料衡算： FwD FxWxDx ?? 即 0 .9 8 0 .0 3 1 8 5 0 .4 5DW? ? ? ? ? 由上述二式解得： Kmol h? 1 0 3 .2 1W K m ol h? 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計 9 ? 溫度計算 1．溫度的計算 由苯 —— 甲苯的氣液平衡關(guān)系表可知：（ ） 溫度 t/℃ 苯的摩爾分數(shù) 溫度 t/℃ 苯的摩爾分數(shù) 液相 x/％ 氣相 y/％ 液相 x/％ 氣相 y/％ 利用表中數(shù)據(jù)用插值法可求的 tF， tD， tW。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 2倍。設(shè)計中采用過泡點進料，將原 料通過預(yù)熱器加熱至泡點溫度后送入精餾塔內(nèi)。 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計 8 第三 章 精餾塔的設(shè)計計算 本設(shè)計任務(wù)為分離苯 — 甲苯二元物系。 六 加熱器 選用管殼式換熱器。 四 回流方式 本設(shè)計采用泵泡點回流 。 三 冷凝方式 選全凝器，塔頂出來的氣體溫度不高。 二 進料狀態(tài) 進料方式一般有冷液進料、泡點進料、氣液混合進料、露點進料、加熱蒸汽進料等。高位槽加料時通過控制液位高度，可以得到穩(wěn)定流量，但要求搭 建塔臺，增加基礎(chǔ)建設(shè)費用；泵加料屬于強制進料方式，泵加料易受溫度影響，流量不穩(wěn)定。 ? 小孔篩板容易堵塞。 篩板塔的缺點是： ? 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 ? 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。 篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點有： ? 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的 60％，為浮閥塔的 80％左右。目前從國內(nèi)外實際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔。目前從國內(nèi)外實際使用情況看，主要 的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔為逐級接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔 、 穿流多孔板塔、舌形塔、浮動舌形塔和浮動噴射塔等多種。有些特殊的物系，還可以采用恒沸精餾或萃取精餾等特殊方法進行分離。它通過氣，液兩相多次直接接觸和分離，利用各組分揮發(fā)度的不同，使揮發(fā)組分由液相向氣相傳遞，難揮發(fā)組分由氣相向液相傳遞，是汽液相之間的傳質(zhì)傳熱的過程。 關(guān)鍵詞：苯 — 甲苯、篩板精餾、物料衡算、熱量衡算、流體力學驗算，實際板數(shù)，塔高。本次設(shè)計選取回流比 R 為 2Rmin， Drickamer 和 bradford 的精餾塔全塔效率關(guān)聯(lián)圖得到全塔效率 ET為 %，設(shè)定每塊板壓降△ P 為 ，板間距 HT=， 確定了塔的主要工藝尺寸。 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計 5 摘 要 根據(jù)化工原理課程設(shè)計任務(wù)書的要求對苯 甲苯二元精餾塔的主要工藝流程進行設(shè)計，并畫出了精餾塔的工藝流程圖和設(shè)備條件圖，此設(shè)計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計過程。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 甲苯二元物系篩板精餾塔設(shè)計 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計 2 目 錄 課程設(shè)計任務(wù)計劃書 （ 3） 摘要 （ 4） 第一章 緒論 （ 5） 第二章 流程的設(shè)計及 說明 （ 6） 第三 章 精餾塔的設(shè)計計算 （ 7） 精餾塔物料衡算 （ 7） 原料液及塔頂、塔底的平均摩爾質(zhì)量 （ 7） 溫度計算 （ 8） 相對揮 發(fā)度的求取 （ 8） 黏度的求取 （ 9） 塔板數(shù)的確定 （ 9） 理論塔層數(shù) NT 的求取 （ 9） 實際塔層數(shù)的求取 （ 11） 第 四 章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 （ 12） 操作壓強 P 的計算 （ 12） 操作溫度 （ 12） 物性數(shù)據(jù)計算 （ 12） 平均摩爾質(zhì)量計算 （ 12） 平均密度的計算 （ 13） 液體平均表面張力計算 （ 14） 精餾塔體工藝尺寸的計算 （ 14） 塔徑的計算 （ 14） 精餾段塔和塔板 主要工藝尺寸計算 （ 16） 精餾段有效高度的計算 （ 16） 溢流裝置計算 （ 16） 塔板布置 （ 17） 篩板的流體力學驗算 （ 18） 塔板的壓降 （ 18） 泡沫夾帶量計算 （ 18） 漏液計算 （ 19） 液泛計算 （ 19） 塔板負荷性能圖 （ 19） 漏液線 （ 19） 液沫夾帶線 （ 20） 液相負荷下限線 （ 21） 吉林化工學院化工原理課程設(shè)計 3 液相負荷上限線 （ 21） 液泛線 （ 21） 板式塔的結(jié)構(gòu) （ 22） 塔體的結(jié)構(gòu) （ 23） 塔板結(jié)構(gòu) （ 23） 第五章 熱量衡算 （ 24） 熱量衡算 （ 24） 塔頂熱量 （ 24） 塔底熱量 （ 24） 第六章 附屬設(shè)備設(shè)計 （ 26） 接管尺寸與結(jié)構(gòu) （ 26） 進料管 （ 26） 塔釜出料管 （ 26） 進氣管 （ 27） 再沸器 （ 27） 冷凝器 （ 28） 計算結(jié)果總匯 （ 29） 致 謝 （ 30） 參考文獻 （ 31） 主要符號說明 （ 32） 主要符號說明