【正文】 y 1 0 相對揮發(fā)度 oAoBPP?? 135 5 509 646 93 789 本題中，塔內(nèi)壓力接近常壓（實際上略高于常壓），而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù)，因為操作壓力偏離常壓很小，所以其對 yx~ 平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。 根據(jù)苯 氯苯的相平衡數(shù)據(jù)，利用泡點方程和露點方程求取 yx~ 依據(jù) ? ? ? ???? BABt ppppx ??? /， tAxpy /?? ，將所得計算結(jié)果列表如下： 表 2 相關(guān)數(shù)據(jù)計算 溫度 /℃ 80 90 100 110 120 130 140 ?ip 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 兩相摩爾分率 x 1 0 y 1 0 第 8 頁 相對揮發(fā)度 oAoBPP?? 35 5 09 46 93 89 表 3 苯 氯苯溫度粘度關(guān)系表 溫度 ℃ 20 40 60 80 100 120 140 苯 粘度mPa 第 7 頁 第一 章 塔板的工藝設(shè)計 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 表 1苯、氯苯純組分的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù) 物系 液相密度?L 3??mkg 氣相密度?V 3??mkg 液相流量LS 13 ??sm 氣相流量VS 13 ??sm 表面張力? 1??mN 苯 氯苯 苯 氯苯物系屬于理想物系，可采用梯級圖解法（ M而且浮閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負(fù)荷的變動而自動調(diào)節(jié)，因而在較寬的氣體負(fù)荷范圍內(nèi)，均能保持穩(wěn)定操作。同時，為了滿足用戶的科研需要，每一段塔節(jié)內(nèi)的溫度、塔釜液相溫度、塔頂氣相溫度、進(jìn)料溫度、回流溫度、塔頂壓力、塔釜壓力、塔釜液位、進(jìn)料量等參數(shù)均可以數(shù)字顯示。塔壓降由變送器測量，塔釜上升蒸汽量可通過采用釜液溫度或靈敏板進(jìn)行控制，塔壓可采用穩(wěn)壓閥控制，并可裝載自動安全閥。 通體由不銹鋼制造，塔節(jié)規(guī)格 Φ25 ～ 100mm、高度 ～ ，每段塔節(jié)可設(shè)置 1～ 2 個進(jìn)料口 /測溫口，亦可結(jié)合客戶具體要求進(jìn)行設(shè)計制造各種非標(biāo)產(chǎn)品。 塔頂選用全凝器。 間接蒸汽加熱。 常壓操作。塔釜采用間接蒸汽加熱，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)品冷凝器冷卻后送至儲罐。對于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。 具有代表性的浮閥塔有 F1型（ V1 型）浮閥塔板、 重盤式浮閥塔、盤式浮閥、條形浮閥及錐心形浮閥等。 浮閥塔盤自 20 世紀(jì) 50 年代初期開發(fā)以來，由于制造方便及其性能上的優(yōu)點，很多場合已取代了泡罩塔盤。為實現(xiàn)高純度 的分離已成為蒸餾方法能否廣泛應(yīng)用的核心問題，為此而提出了精餾過程。互溶液體混合物的分離有多種方法，蒸餾及精餾是其中最常用的一種。 化工原理課程設(shè)計 題 目： 年處理 萬噸每年 苯 氯苯混合液浮閥精餾塔設(shè)計 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 學(xué)生姓名： 王澤藝 學(xué)生學(xué)號： 104371741034 班 級： 10 化工 _ 指導(dǎo)教師： 王克良 六盤水師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程系 2021 年 7 月 六盤水師范學(xué)院化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 班級：化學(xué)工程與工藝 10 本 姓名：王澤藝 學(xué)號 :104371741034 ： 設(shè)計一分離苯 氯 苯混合物的連續(xù)精餾塔 ： ⑴ 原料液的處理量： 萬 t/a ⑵ 原料液組成： (苯質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) ⑶ 塔板形式：浮閥 ⑷ 設(shè)計條件： 操作壓力 4kPa(塔頂產(chǎn)品出料管表壓 )； 4kPa（釜液出料管表壓）； 4kPa（進(jìn)料管表壓） 進(jìn)料熱狀況 泡點 回流比 R=()Rmin 單板壓降 ≦ 年工作時間 300 天（ 24小時連續(xù)生產(chǎn)） 建廠地址 六盤水 地區(qū) ： 塔頂餾出液組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：≧ 塔底釜液組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：≦ ： 1. 設(shè)計方案簡介：對確定的工藝流程、塔及塔板類型進(jìn)行簡要論述； 2. 精餾塔塔徑、塔高及塔板主要工藝尺寸的計算； 3. 輔助設(shè)備的計算及選型； 4. 繪制精餾工藝流程圖（ 2 號）及精餾塔工藝條件圖 (2 號 )； 5. 對本設(shè)計的評述。 主要參考文獻(xiàn) ： ，化工原理 (上、下 ) [M]． ，氣液傳質(zhì)設(shè)備 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 1979． ，液體精餾 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 1979． ，塔設(shè)備設(shè)計 [M]，上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1988． ，化工過程及設(shè)備設(shè)計 [M]，華南理工大學(xué)出版社，1986． ，化工原理（上）（第三版） [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. ，化工原理（下）（第三版） [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. ，化工原理（上）（第三版） [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. ，化工原理（上）（第三版） [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021. 第 1 頁 目錄 緒 論 ??????????????????????????????? 4 設(shè)計方案的選擇和論證 ???????????????????????? 5 第一章 塔板的工藝設(shè)計 ??????????????????????? 7 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)表?????????????????????? 7 物料衡算????????????????????????? 9 塔的物料衡算???????????????????? 9 平衡線方程的確定???????? ?????????? 10 確定操作的回流比 R??????????????? ?? 10 求精餾塔的氣液相負(fù)荷???????????????? 11 操作線方程????????????????????? 12 用逐板法算理論板數(shù)????????????????? 12 實際板數(shù)的求取??????????????????? 12 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算????? ????? 13 進(jìn)料溫度的計算?????????????????? ? 13 操作壓強(qiáng)?????????????????????? 14 平均摩爾質(zhì)量的計算????????????????? 14 平均密度的計算??????????????????? 15 液體平均表面張力計算???????????????? 16 ?????????????????? 17 精餾塔工藝尺寸的計算?????????????????? 18 ????????????????????? 18 精餾塔有效高度的計算???????????????? 21 塔板主要工藝尺寸的計算????????????????? 21 溢流裝置計算???????????????????? 21 浮閥數(shù)目、浮閥排列及塔板布置?????????????? 24 塔板流體力學(xué)驗算???????????????????? 25 計算氣相通過浮閥塔板的靜壓頭 fh ??????????? 25 第 2 頁 降液管中清液層高度 dH ??????????????? 26 計算霧沫夾帶量 Ve ?????????????????? 27 塔板負(fù)荷性能圖 ?????????????????????? 28 霧沫夾帶上限線 ??????????????????? 28 夜泛線 ??????????????????????? 29 液相負(fù)荷上限線 ??????????????????? 30 氣體負(fù)荷下限線 ???? ??????????????? 31 液相負(fù)荷下限線 ??????????????????? 32 第二章 熱量衡算 ????????????????? ????????? 35 相關(guān)介質(zhì)的選擇 ???????????????? ????? 35 ?????????????????? 35 冷凝劑 ??????????? ??????????? 35 蒸發(fā)潛熱衡算 ????????????????? ????? 35 塔頂熱量 ?????????????? ??????? 35 2． 塔底熱量 ??? ??????????? ?????? 36 第三章 輔助設(shè)備 ?????????????????????? ???? 37 3． 1冷凝器的選型 ????????????????? ????? 37 計算冷卻水流量 ?????????????? ???? 38 冷凝器的計算與選型 ???????????????? 38 冷凝器的核算 ?????????????????? ???? 39 管程對流傳熱系數(shù) ????????????? ???? 39 計算殼程流體對熱傳熱系數(shù) ????????? ???? 39 污垢熱阻 ??????????????? ?????? 40 核算傳熱面積 ????????????? ?????? 41 核算壓力降 ?????????????? ?????? 41 第四章 塔附件設(shè)計 ??????????????????? ?????? 43 接管 ???????????????????? ?????? 43 進(jìn)料管 ????????????????? ????? 43 第 3 頁 回流管 ?????????????????????? 44 塔底岀料管 ???????????????????? 44 塔頂蒸汽岀料管 ?????????????????? 44 塔底進(jìn)氣管 ?? ?????????????????? 44 筒體與封頭 ?????????????????? ????? 45 筒體 ?????? ????????????????? 45 封頭 ???????????? ??????????? 45 除沫器 ???????? ???????????? ????? 45 裙座 ???????????????????? ?????? 46 人孔 ??????????????????? ??????? 46 塔總體高度的設(shè)計 ?????????????? ?????? 47 塔的頂部空間高度 ??????????? ?????? 47 塔的底部空間高度 ?????????? ??????? 47 塔立體高度 ?????????? ?????????? 47 設(shè)計結(jié)果匯總 ???????????????? ???????????? 48 結(jié)束語 ??????????????????????????????? 49 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????? 50 主要符號說明 ???????????????????????????? 51 第 4 頁 緒 論 化工生產(chǎn)中常需進(jìn)行液體混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的。蒸餾是分離均相混合物的單元操作之一，精餾是最常用的蒸餾方式，是組成化工生產(chǎn)過程的主要單元操作。精餾的核心是回流，精餾操作的實質(zhì)是塔底供熱產(chǎn)生蒸汽回流，塔頂冷凝造成液體回流 。這類塔盤的塔盤板開有閥孔，安置了能在適當(dāng)范圍內(nèi)上下浮動的閥片，其形狀有圓形、條形及方形等。 第 5 頁 設(shè)計方案的選擇和論證 本設(shè)計任務(wù)為 分離苯 __氯苯混合物。設(shè)計中采用泡點進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。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。 連續(xù)精餾流程 圖 圖 11 流程圖 本設(shè)計采用 連續(xù)精餾操作方式。 泡點進(jìn)料。 選 R=。 選用浮閥塔。整個精餾塔包括：塔釜、塔節(jié)、進(jìn)料罐、進(jìn)料預(yù)熱器、塔釜液儲罐、塔頂冷凝器、 第 6 頁 回流比控制器、產(chǎn)品儲罐等。為