【正文】 擇塔型和板型 采用板式塔，板型為篩板塔。 確定全塔理論塔板數(shù)以及精餾段和提餾段各自的理論塔板數(shù)。 （ 2）精餾工藝計(jì)算： 。 第 4 頁 共 52 頁 二 板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目： 苯 —— 甲苯混合液篩板精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 課程名稱 化工原理課程設(shè)計(jì) 專業(yè)班級 地 點(diǎn) 起止時(shí)間 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 完成精餾塔工藝設(shè)計(jì)，精餾設(shè)備設(shè)計(jì)，有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選用，繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖，塔板結(jié)構(gòu)簡圖和塔板負(fù)荷性能圖，編制設(shè)計(jì)說明書。上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過板 上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層（或噴射的液滴群）。此外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等。本設(shè)計(jì)的題目是苯 —— 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)，即需設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計(jì)一板式塔將其分離。精餾過程在能量劑驅(qū)動下（有時(shí)加質(zhì)量劑），使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。通過課程設(shè)計(jì)， 要求更加熟悉工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計(jì)的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識和技能的能力，問題分析能力，思考問題能力，計(jì)算能力等。 荊楚理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)成果 學(xué)院 ： 班級 ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué)號 ： 設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位） ： 教學(xué)樓 A 棟 設(shè)計(jì)題目 ： 苯 —— 甲苯混合液篩板精餾塔設(shè)計(jì) 完成日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評語 ： 成績 (五級記分制 )： 教師簽名 ： 目錄 一 序言 ............................................................ 3 二 板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書 ............................................ 4 三 設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................ 7 設(shè)計(jì)方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 .............................. 7 精餾塔的物料衡算 ........................................... 10 塔板數(shù)的確定 ............................................... 10 精餾塔的工藝 條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ....................... 15 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 ................................... 20 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 ..................................... 22 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ......................................... 25 塔板負(fù)荷性能圖 ............................................. 30 四 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 ................................................. 38 五 板式塔的結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 ......................................... 40 接管 ....................................................... 40 冷凝器 ..................................................... 42 再沸器 ..................................................... 43 板式塔結(jié)構(gòu) ................................................. 45 加料泵 ..................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 高位槽 ..................................................... 46 貯槽 ....................................................... 47 六 參考書目 ....................................................... 48 七 設(shè)計(jì)心得體會 ................................................... 49 八 附錄 ........................................................... 50 附錄一 板式塔結(jié)構(gòu)簡圖 .......................................... 50 附錄二 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 .................................... 50 第 3 頁 共 52 頁 一 序言 化工原理課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用《化工原理》課程和有關(guān)先修課程（《物理化學(xué)》 ， 《化工制圖》等）所學(xué)知識，完成一個(gè)單元設(shè)備設(shè)計(jì)為主的一次性實(shí)踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，在整個(gè)教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。 精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的 ，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進(jìn)行分離。 工業(yè)上對塔設(shè)備的主要要求是：（ 1）生產(chǎn)能力大；（ 2）傳熱、傳質(zhì)效率高；（ 3）氣流的摩擦阻力??；（ 4）操作穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大；（ 5）結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量少；（ 6）制造安裝容易，操作維修方便。 篩板是在塔板上鉆有均布的篩孔，呈正三角形排列。設(shè)計(jì)良好的篩板塔具有足夠的操作彈性，對易引起堵塞的物系可采用大孔徑篩板，故近年我國對篩板的應(yīng)用日益增多，所以在本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)該種塔型。 二、設(shè) 計(jì)內(nèi)容 （ 1）選擇工藝流程和工藝條件 塔頂產(chǎn)品由塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫。 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)常費(fèi)和設(shè)備投資費(fèi)綜合核算最經(jīng)濟(jì)原則，確定適宜回流比。然后根據(jù)全塔效率ET，求得全塔、精餾段、提餾段的實(shí)際塔板數(shù)，確定加料板位置。 (2)塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流體力學(xué)計(jì)算 (3)繪制塔板負(fù)荷性能圖 畫出精餾段或提餾段某塊的負(fù)荷性能圖。 *全塔高度： 包括上、下封頭，裙座高度。 大致估計(jì)一下加料管路上的管件和閥門。 貯槽容積按加滿一次可生產(chǎn) 10 天計(jì)算確定。 (4)塔頂冷凝器設(shè)計(jì)選型 根據(jù)換熱量，回流管內(nèi)流速，冷凝器高度，對塔頂冷凝器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。應(yīng)按設(shè)計(jì)程序列出計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果；對所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗(yàn)公式圖表應(yīng)注明來歷。 : 寫出詳細(xì)計(jì)算步驟 ,并注明選用數(shù)據(jù)的來源 ； 每項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)束后 ,列出計(jì)算結(jié)果明細(xì)表 ； 設(shè)計(jì)說明書要求字跡工整 ,裝訂成冊上交。 第二天：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝要求，確定設(shè)計(jì)方案。 第四天：進(jìn)行塔板設(shè)計(jì)。 第七天：進(jìn)行塔附件設(shè)計(jì) 第八天：進(jìn)行附屬設(shè)備設(shè)計(jì)及選型 第九天：繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖，整理設(shè)計(jì)說明書 第十天：答辯 參考資料 [1]馬江權(quán)等 .化工原理課程設(shè)計(jì) [M].北京：中國石化出版社， 20xx [2]陳英南 .常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì) [M].上海：華東理工大學(xué)出版社， 1993 [3]譚天恩 .化工原理 (第二版 )下冊 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998 其它 說明 本表應(yīng)在每次實(shí)施前一周由負(fù)責(zé)教師填寫二份，教研室審批后交學(xué)院院備案，一份由負(fù)責(zé)教師留用。 一題多名學(xué)生共用的，在設(shè)計(jì)內(nèi)容、參數(shù)、要求等方面應(yīng)有所區(qū)別。由于對物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操作。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(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。其中由于蒸餾過程的原理是多次進(jìn)行部分汽化和冷凝，熱效率比較低，但塔頂冷凝器放出的熱量很多，但其能量品位較低，不能 直接用于塔釜的熱源，在本次設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)把其熱量作為低溫?zé)嵩串a(chǎn)生低壓蒸汽作為原料預(yù)熱器的熱源之一，充分利用了能量。 篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有： (１ ) 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的 60％，為浮閥塔的 80％左右。 (３ ) 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。 篩板塔的缺點(diǎn)是： (１ ) 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 (３ ) 小孔篩板容易堵塞。 s） 甲苯（ mPa泡點(diǎn)進(jìn)料 1?q ，在 )(yxt? 圖中對角線上，自點(diǎn)f (,)作垂線 fe 即為進(jìn)料線 (q 線 )，該線于平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為：e (， )， 故最小回流比為： i n ??????? ee eD xy yxR 故操作回流比為： m in ???? RR ② 求精餾塔的氣、液相負(fù)荷 ??????? hk m o lDRL )()1( ???????? hk m o lDRV 3 0 3 1 ???????? hk molqFLL 8 7)1( ??????? hk mo lFqVV ③ 求操作線方程 精餾段操作線方程為： 1 ??????? nDnn xR xxR Ry 第 12 頁 共 52 頁 提餾段操作線方程為： 1 ???????? mWmm xVWxxVLy ④ 逐板計(jì)算法求理論板層數(shù) 又根據(jù) ?????? ??????FDFDq xxxxR 1 )1(111mi n ??）（ ， 可解得 ?? 相平衡方程xxy )1(1 ??? ??，即 xxy ?? ， 變形得yyx ??， 精餾段用精餾段操作線方程和相平衡方程進(jìn)行逐板計(jì)算， ?? Dxy ， 111 ??? yyx ， 9 6 9 0 12 ??? xy ， 222 ??? yyx ， 9 3 9 0 23 ??? xy ， 333 ??? yyx ， 8 9 9 0 34 ??? xy ， 444 ??? yyx ， 8 3 9 0 45 ??? xy ， 555 ??? yyx ， 7 6 9 0 56 ??? xy ， 666 ??? yyx ， 6 9 9 0 67 ??? xy ， 777 ??? yy