【正文】 液相平均粘度依下式計算，即 lgμLm=Σxilgμi通過表9液相平均粘度數(shù)據(jù)表采用內插法求得：表9 液體粘度181。 溫度(℃)8090100110120苯（）甲苯（）: : 平均粘度由公式得：全塔效率：精餾段實際板層數(shù)=7/=（塊）,提餾段實際板層數(shù)=7/=≈14（塊）全塔總板數(shù)N=28(塊)進料板在第15塊板精餾段理論板數(shù)由參考文獻[2]式9124即：前已查得： 所以=7=14塊，取整為14塊所以加料板為塔頂往下的第14層塔板。由泡點進料時則有： 故最小回流比為最小理論板數(shù)的確定由參考文獻[2]公式9124 式中： 所以 由參考文獻[2]知R=（），利用文獻[2]中，吉利蘭圖對應的值，將計算結果列入表39中：表39 適宜匯流比R和理論塔板數(shù)R=（）R塔板層數(shù)R=R=R=R=R=R=R=R=R=R=以R=，求：R==查參考文獻[2]圖936的吉利蘭圖求得=由表39可知，當R=， =14比較合適，若再增大，雖減小但幅度不大，操作費用上升。查參考文獻[2]可知，兩關鍵組分為相鄰組分，且揮發(fā)度相差較大，可近似認為比輕的非關鍵組分全在塔頂，比重的非關鍵組分都在塔底，故符合清晰分割條件。塔體材料為16MnR，篩板188不銹鋼，風速63m/s。塔設備的投資價格估計塔設備的質量式中：——筒體長度與封頭兩邊直邊長度和，稱為切線長度，m；——設備內徑，m；——材料密度， 。塔設備的估價條件單元設備價格是各種估算方法的基礎單元設備價格最可靠的來源是直接從制造廠商那里獲得報價，但要得到裝置全部設備的報價需要花費很大的經費，而且在可行性研究或方案比較階段。 加熱方式可分為間接加熱和直接加熱。根據(jù)本次設計的工藝要求，選取進料狀態(tài)為飽和蒸汽加料。所以對于盛裝液化氣體的容器在介質50℃，本塔在50℃。對于盛裝液化氣體的容器，由于容器內介質壓力為液化氣體的飽和蒸汽壓，在規(guī)定的范圍內，與體積無關，僅取決于溫度的變化，故設計壓力與周圍大氣環(huán)境溫度密切相關。本次設計塔設備的選擇：塔內液體滯液量較大，要求的負荷變化范圍較寬，對進料濃度變化要求不敏感，要求操作易于穩(wěn)定，塔內負荷較小，塔板效率要高，壓力降要小，處理量要大，所以選用篩板塔。其缺點是:在氣速較低時，仍有塔板漏液，故低氣速時板效率有所下降；浮閥閥片有卡死和吹脫的可能，這會導致操作運轉及檢修的困難；塔板壓力降較大，妨礙了它在高氣相負荷及真空塔中的應用。因此浮閥塔盤的生產能力可比圓形泡罩塔提高很多；操作彈性大，浮閥可在一定范圍內自由升降以適應氣量的變化，而氣縫的速度幾乎不變，所以能在較寬的流量范圍內保持高效率；塔板效率高，由于氣液接觸狀態(tài)良好，且蒸汽以水平向吹入液層，故液沫夾帶較少。目前，只是在某些情況下，如生產能力變化大，操作穩(wěn)定性要求高，要求有相當穩(wěn)定的分離能力等要求時，可考慮使用泡罩塔。 泡罩塔 泡罩塔是工業(yè)應用最早的板式塔，其優(yōu)點是：操作彈性大，因而在負荷波動較大時，仍能保持塔的穩(wěn)定操作及較高的分離效率；氣液比的范圍大，不易堵塞等。投資有固定資本和流動資本兩個部分組成，就設計而言，主要是對固定資本的經濟技術分析與評價。本次設計對塔設備的要求：塔內液體滯液量較大，要求的負荷變化范圍較寬，對進料濃度變化要求不敏感，要求操作易于穩(wěn)定，塔內負荷較小，塔板效率要高，壓力降要小，處理量要大，所以選用篩板塔。較大塔效率傳統(tǒng)的填料，效率較低，而新型亂堆及規(guī)整填料則塔效率較高。現(xiàn)將填料塔與板式塔的比較列于下表：表1 填料塔與板式塔的比較塔型項目填料塔板式塔壓降小尺寸填料，壓降較大，而大尺寸填料及規(guī)整填料，則壓降較小。有些場合為了滿足腐蝕性介質或低溫等特殊要求，采用有色金屬材料或非金屬耐腐蝕材料，也為了減少有色金屬的耗用量而采用滲鋁、鍍銀等措施，或采用鋼殼襯砌、襯涂非金屬材料的，用這類材料制造的塔設備，塔徑一般都不大，當尺寸稍大時，就得在塔外用鋼架結構加強，此外，這些材料在制造、運輸、安裝等方面都各有特點，在設計時還應參閱其他有關資料，認真加以考慮。這是因為鋼材具有足夠的強度和塑性，制造性能較好，設計制造的經驗也較成熟。人們對于高效率、大生產能力、穩(wěn)定操作和低壓力降的追求，推動著塔設備新結構形式的不斷出現(xiàn)和發(fā)展。，方便操作、調節(jié)和檢修。，即流體通過塔設備的壓力降小。此外，為了滿足工業(yè)生產要求的需要，塔設備還得考慮下列各項要求：。氣流通過浮閥時，只有一次收縮、擴大及轉彎，故干板壓力降比泡罩塔低。由于氣液接觸狀態(tài)良好，且蒸汽以水平向吹入液層，故液沫夾帶較少。因此浮閥塔盤的生產能力可比圓形泡罩塔提高很多。其中有降液管的浮閥塔廣泛應用于精餾、吸收和解吸等過程，其工作原理是塔板的開孔上裝有可浮動的浮閥，氣流從浮閥周邊以穩(wěn)定的速度水平的進入塔板上液層進行兩相接觸，浮閥可根據(jù)氣流的大小而上下浮動，自行調節(jié)。：塔頂設置吊柱，在安裝和檢修時，方便塔內件的運輸。：人孔和手孔是為了安裝、檢修和裝填填料的需要而設置。：除沫器用于捕集夾帶在氣流中的液體。：塔體是塔設備的外殼。在填料塔中，塔內裝填一定段數(shù)和一定高度的填料層，液體沿著填料表面形成膜狀向下流動，作為連續(xù)相的氣體自下而上的流動，與液體逆流傳質。一般而論，板式塔的空塔速度較高，因而生產能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價低，檢修、清洗方便，故工業(yè)上應用較為廣泛。在浮閥關閉閥孔時，它能使浮閥與塔板間保留一小的間隙，同時，小定距片還能保證閥片停在塔板上與其他點接觸，避免閥片粘在塔板上而無法上浮。浮閥塔盤操作時氣液流程和泡罩塔相似；蒸汽自閥孔上升，頂開閥片，穿過環(huán)形縫隙，以水平方向吹入液層，形成泡沫。在化工、石油、煉油廠中，塔設備的性能對于整個裝置的產品產量、產品質量、生產能力和消耗定額以及三廢處理和環(huán)境保護等方面具有重大影響?？稍谒O備中完成的常見的單元操作有：精餾、吸收、解吸、和萃取等。本科生畢業(yè)設計（論文）苯甲苯連續(xù)精餾塔的設計畢業(yè)論文目 錄第1章 緒 論 1 1 1 1 3 3 3第2章方案確定與塔設備的估價 5 5 6 6 6 6 6第3章 工藝設計計算 11 11 12 15 16 17 17 18 18 19 19 21 22 23 25 25 26 28 28第4章 機械設計計算 43 43 45 45 46 47 47 47 47 47 48 48 48 48 49 50 50 51 52 54 56 56 56 57 57 58 59 59 59 60 61 62 62 63 63 64 65 65 66 67 67 67 68 71第5章 總體結構設計 73 73 73 74 74 74 75 75 75第6章 塔設備的制造要求 76參考文獻 77致謝 78附錄Ⅰ 79III第1章 緒 論塔設備是化工、石油化工和煉油等生產中最重要的設備之一。它使氣液或液液兩相之間進行緊密接觸，達到相際傳質和傳熱的目的。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質和傳熱的增濕、減濕。 操作時，塔內液體依靠重力作用，由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤，然后橫向流過塔板，從另一側的降液管流至下一層塔板。浮閥能夠隨著氣速的增減在相當寬廣的氣速范圍內自由調節(jié)、升降，以保持穩(wěn)定操作。閥片四周向下傾斜，且有銳邊，增加了氣體進入液層的湍動作用，有利于氣液傳質。塔設備按塔內結構分為板式塔和填料塔兩大類，在板式塔中，塔內裝有一定數(shù)量的塔盤，氣體以鼓泡或噴射的形式穿過塔盤上的液層使兩相密切接觸，進行傳質。塔設備的構件，除了種類繁多的各種內件外，其余構件則大致相同。：塔體支座是塔體安放到基礎上的連接部分。：接管用以連接工藝管路，把塔設備與相關設備相連。：吊耳用于塔設備的運輸與安裝。板式塔又可分為兩類：一類是有降液管的塔板，如泡罩、浮閥、篩板、舌形塔板等：另一類是無降液管的塔板。 浮閥塔之所以廣泛應用，是由于它具有如下優(yōu)點：，浮閥在塔盤上可安排的比泡罩塔更緊湊。浮閥可在一定范圍內自由升降以適應氣量的變化，而氣縫的速度幾乎不變，所以能在較寬的流量范圍內保持高效率。因此塔板效率較高。塔設備的結構如下所示：1——吊柱； 2——氣體出口；3——回流液入口； 4——精餾段塔盤；5——殼體； 6——人孔；7——料液進口； 8——提餾段塔盤；9——氣體入口； 10——裙座；11——釜液出口； 12——出入口作為主要用于傳質過程的塔設備，首先必須使氣液兩相充分接觸，以獲得較高的傳質效率。、彈性大。、材料耗用量小、制造和安裝容易。事實上，對于現(xiàn)有的任何一種塔型，都不可能完全滿足上述的所有要求，僅是在某些方面具有獨到之處。塔設備與其他化工設備一樣，至于室外、無框架的自制承式塔體，絕大多數(shù)是采用鋼制造的。特別是大型的塔設備中，鋼材更具有無法比擬的優(yōu)點，因而被廣泛應用。填料塔和板式塔均可用于蒸餾、吸收、等氣液傳質過程，但兩者之間進行比較及合理選擇必須考慮多方面因素，如與被處理物料性質、操作條件和塔的加工、維修等方面有關因素等。較大空塔氣速小尺寸填料氣速較小，大尺寸填料及規(guī)整填料則氣速較大。較穩(wěn)定、效率較高液氣比對液體量有一定要求適用范圍較大持液量較小較大安裝、檢修較難較容易材質金屬及非金屬材料均可一般使用金屬造價新型填料，投資較大大直徑時造價較低下列情況優(yōu)先選用板式塔：(1)塔內液體滯液量較大，要求的負荷變化范圍較寬，對進料濃度變化要求不敏感，要求操作易于穩(wěn)定；(2)塔內負荷較?。?3)含固體顆類、容易結垢、有結晶的物料；下列情況優(yōu)先選用填料塔：(1)在分離程度要求高的情況下，因某些新型填料具有高的傳質效率，故可采用新型填料以為降低高度；(2)對于熱敏性物料的蒸餾分離，因新型填料的持液量較小，壓降下，故可有限選擇真空操作下的填料塔；(4)具有腐蝕的物料，可選擇填料塔；(5)容易發(fā)泡的物料，宜選用填料塔。 第2章方案確定與塔設備的估價投資組成是建設一個工廠或生產裝置，并使之投入生產和運行下去所需要的資金。板式塔的種類很多，通常按板式塔的結構分為：泡罩塔、浮閥塔、篩板塔等。其缺點是：結構復雜，造價高，氣相壓降大以及安裝維修麻煩等。 浮閥塔　浮閥塔是當今應用最廣泛的塔型之一，其優(yōu)點是：處理能力大，浮閥在塔盤上可安排的比泡罩塔更緊湊。因此塔板效率較高；壓力降小，氣流通過浮閥時，只有一次收縮、擴大及轉彎，故干板壓力降比泡罩塔低。篩板塔　篩板塔也是應用歷史較久的塔型之一，與泡罩塔相比，篩板塔結構簡單，成本低，安裝維修方便，這使篩板塔成為應用較廣的一種塔型。設計壓力是壓力容器的設計載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力，而最高工作壓力是指容器頂部在正常工作過程中可能產生的最高表壓。此外，還要考慮容器外壁是否有保溫設施，可靠的保溫措施能有效地保證容器內溫度不受大氣環(huán)境溫度的影響，即設計壓力應根據(jù)工作條件下可能達到的最高金屬溫度確定。 進料狀態(tài)有飽和蒸汽加料、氣液混合物加料、泡點加料、冷液加料、過熱蒸汽加料。 料液預熱和精餾釜的加熱，通常利用飽和蒸汽作為加熱劑，原因是由于它潛熱大，溫度便于調節(jié)，價格低廉等優(yōu)點。本次設計為了避免加熱蒸汽冷凝產生的冷凝水和所蒸餾的物料混合，塔底設再沸器采用間接加熱方式。設備設計尚未開始，還不具備向制造廠商詢價的條件，這時可用單元設備價格估算的方法得到設備價格，其精度能滿足可行性研究和方案比較的需要，單元設備價格估算的基本方法是先根據(jù)設備的特性參數(shù)，對容器而言是設備質量，對熱交換器是傳熱面積，對泵而言是功率，決定設備的基準價格，然后根據(jù)不同的材質、形式、和壓力等因素加以校正?！穸龋鶕?jù)容器的受壓情況和風載荷不同，不同；（1）需要塔體的壁厚承受內壓所需的壁厚式中： E——焊縫隙數(shù)，； S——內需用壓力，MPa；（2）考慮載荷需要的壁厚 （3）壓力容器的總的按下式計算： 式中： ——筒體基準價格； ——平臺扶梯價格；本設備為16萬噸/年苯——甲苯精餾塔，內有浮閥塔板28塊，塔體切線高度。估算價格如下：a：塔體的壁厚承受內壓所需的壁厚 承受風壓所需的壁厚 當有風載荷時，設備的環(huán)向焊縫必須同時承受風載的作用，所以壁厚應按照下列式計算：設備壁厚對于立式容器，假設容器上部不考慮風載荷，則可用下式求得： =+=取=，腐蝕裕量=，因為，所以==13mm則塔體的平均壁厚： b：塔體的價格（1）塔體的