【正文】 4 . 1 8 1 3 7 . 7 0 /L L q F k m o l h? ? ? ? ? ? 39。 . .. 第一章 塔的工藝設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) （ 1）常壓下，苯 — 甲苯的汽液平衡數(shù)據(jù) 溫度 液相中苯的摩爾分?jǐn)?shù) x 氣象中苯的摩爾分?jǐn)?shù) y 溫度 液相中苯的摩爾分?jǐn)?shù) x 氣象中苯的摩爾分?jǐn)?shù) y 0 0 (3)飽和蒸汽壓 Po Antoine 方程 tCBAlgP ?? A B C 苯 甲苯 （ 4）苯 甲苯的液相密度 溫度℃ 80 90 100 110 120 苯 3/kgm 815 甲苯 3/kgm 810 （ 5）液體表面張力 溫度℃ 80 90 100 110 120 苯 /mNm 甲苯 /mNm . .. （ 6）液體表面粘度 溫度℃ 80 90 100 110 120 苯 smPa? 甲苯 smPa? （ 7）液體的汽化熱 溫度℃ 80 90 100 110 120 苯 /kJ kg 甲苯 /kJ kg 精餾塔的物料衡算 1 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) （ 1） 苯的摩爾質(zhì)量： 78AM ? /kg kmol 甲苯的摩爾質(zhì)量： BM =92 /kg kmol 0 .3 5 / 7 8 0 .3 8 8 40 .3 5 / 7 8 0 .6 5 / 9 2Fx ??? / 78 / 78 / 92 8 / 78 8 / 78 2 / 92DWxx???? (2) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量： 0 . 3 8 8 4 7 8 ( 1 0 . 3 8 8 4 ) 9 2 8 6 . 5 6 /0 . 9 8 3 0 7 8 ( 1 0 . 9 8 3 0 ) 9 2 7 8 . 2 4 /0 . 0 0 9 4 7 8 ( 1 0 . 0 0 9 4 ) 9 2 9 1 . 8 6 /DWM k g k m o lM k g k m o lM k g k m o l? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?F (3) 物料衡算 原料處理量 ： 34 0 0 0 0 1 0 6 4 . 1 8 /2 4 3 0 0 8 6 . 5 6 6F k m o l h????? 總物料衡算： WDF ?? 即 ?? ………………………………………… （ 1） . .. 易揮發(fā)組分物料衡算： F D WFx Dx Wx?? 即 0 . 9 8 3 0 0 . 0 0 9 4 6 4 . 1 8 0 . 3 8 8 4DW? ? ? ? ? ………………… （ 2） 解得： D= /kmol h W= /kmol h 平衡線方程的確定 由文獻(xiàn) ??1 中苯與甲苯的汽 液平衡組成可以找出 23 2321 ???? ??m 算出。本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯和甲苯混合物，對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用常壓下的連續(xù)精餾裝置。（ 4）生產(chǎn)安全。（ 2）操作平穩(wěn)，易于調(diào)節(jié)。主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式和主要操作條件。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時(shí)間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。 從苯 — 甲苯的相關(guān)物性中可看出它們可近似地看作理想物系。選擇的原則是使設(shè)備和操作費(fèi)用之和最低。 因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)采用間接加熱，所以需要再沸器。在這里準(zhǔn)備用全凝器，因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確的控制回流比。要保持塔的穩(wěn)定性，流程中除用泵直接送入塔原料。熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻器 中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。蒸餾過程按操作方式不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾，我們這次所用的就是篩板式連續(xù)精餾塔。 設(shè)計(jì)方案的選擇和論證 在本次設(shè)計(jì)中，我們進(jìn)行的是苯和甲苯二元物系的精餾分離，簡單蒸餾和平衡蒸餾只能達(dá)到組分的部分增濃，如何利用兩組分的揮發(fā)度的差異實(shí)現(xiàn)高純度分離，是精餾塔的基本原理。與泡罩塔相比，板式精餾塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力（ 20%—— 40%）塔板效率（ 10%—— 50%）而且板式精餾塔也是很早出現(xiàn)的一種板式. .. 塔， 20 世紀(jì) 50 年代起對(duì)板式精餾塔進(jìn)行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握了結(jié)構(gòu)，塔盤造價(jià)減少 40%左右，安裝，維修都較容易。而新穎的設(shè)計(jì)思想、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品是我們所應(yīng)堅(jiān)持努力的方向和追求的目標(biāo)。 我們工科大學(xué)生應(yīng)具有較高的綜合能力、解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力和創(chuàng)新的能力。為實(shí)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。飽和蒸汽走管程，釜液走殼程。再沸器采用臥式浮頭式換熱器。實(shí)際加料位置在第 18 塊板 (從上往下數(shù) )，操作彈性為 ,通過板壓降、漏液、液泛、霧沫夾帶的流體力學(xué)驗(yàn)算，均在安全操作范圍內(nèi)。塔頂使用全凝器，部分回流。 采用篩板精餾塔，塔高 米，塔徑 米，按逐板計(jì)算理論板數(shù)為 36。此設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過程，該設(shè)計(jì)方法被工程技術(shù)人員廣泛的采用。 塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備類型之一。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。 （ 3）原料組成：苯含量 35%（質(zhì)量百分率，下同） . （ 4）進(jìn)料熱狀況：含苯 35%（質(zhì)量百分比，下同）的苯 —— 甲苯混合液 ,25℃ . （ 5）分離要求：塔頂苯含量不低于 98%，塔底苯含量不大于 %。. .. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 ： 分離苯 —— 甲苯混合液的篩板板式精餾塔工藝設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)條件： （ 1）設(shè)計(jì)規(guī)模：苯 —— 甲苯混合液 4 萬 t/a。 （ 2）生產(chǎn)制度：年開工 300 天，每天三班 8 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)。 （ 6）建廠地址：大氣壓為 760mmHg，自來水年平均溫度為 20℃的濱州市 三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)方案的選定 精 餾塔的物料衡算 塔板數(shù)的確定 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算（加熱物料進(jìn)出口溫度、密度、粘度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)） 精餾塔塔體工藝尺寸的計(jì)算 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板負(fù)荷性能圖（精餾段） 換熱器設(shè)計(jì) 餾塔接管尺寸計(jì)算 1制生產(chǎn)工藝流程圖（帶控制點(diǎn)、機(jī)繪， A2 圖紙） 1繪制板式精餾塔的總裝置圖（包括部分構(gòu)件）（手繪， A1 圖紙） 1撰寫課程設(shè)計(jì)說明書一份 設(shè)計(jì)說明書的基本內(nèi)容 ⑴ 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 ⑵ 課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表 ⑶ 中英文摘要 ⑷ 目錄 ⑸ 設(shè)計(jì)計(jì)算與說明 ⑹ 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 ⑺ 小結(jié) ⑻ 參考文獻(xiàn) 1 有關(guān)物性數(shù)據(jù)可查相關(guān)手冊(cè) 1 注意事項(xiàng) ⑴ 寫出詳細(xì)計(jì)算步驟，并注明選用數(shù)據(jù)的來源 ⑵ 每項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)束后列出計(jì)算結(jié)果明細(xì)表 ⑶ 設(shè)計(jì)最終需裝訂成冊(cè)上交 四、進(jìn)度計(jì)劃（列出完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容、繪圖等具體起始日期） 設(shè)計(jì)動(dòng)員，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書 天 . .. 收集資料，閱讀教材，擬定設(shè)計(jì)進(jìn)度 12 天 初步確定設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容 56 天 繪制總裝置圖 23 天 整理設(shè)計(jì)資料，撰寫設(shè)計(jì)說明書 2 天 設(shè)計(jì)小結(jié)及答辯 1 天 . .. 目錄 摘 要 ...................................................................................................................................1 緒 論 ...................................................................................................................................1 設(shè)計(jì)方案的選擇和論證 ..........................................................................................................2 ......................................................................................................................2 2．設(shè)計(jì)方案的確定 .........................................................................................................2 第一章 塔的工藝設(shè)計(jì) ............................................................................................................3 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) ...................................................................................................................3 精餾塔的物料衡算 ............................................................................................................4 1 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) ............................................................................4 平衡線方程的確定 ..................................................................................................5 進(jìn)料熱狀況 q 的確定 ...............................................................................................5 操作回流比 R 的確定 ..............................................................................................6 求精餾塔的氣液相負(fù)荷 ...........................................................................................6 操作線方程 .............................................................................................................7 用逐板法算理論板數(shù) ...............................................................................................7 ......................................................................................................8 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ........................................................................8 進(jìn)料溫度的計(jì)算 ......................................................................................................8 操作壓強(qiáng) ................................................................................................................9 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 ..............................................................