【正文】 ...................................................................................................... 15 第 4 章 熱量衡算 ........................................................................................................ 18 熱量衡算示意圖 ........................................................................................................ 18 熱量衡算 ................................................................................................................... 18 第 5 章 塔附屬設(shè)備的計(jì)算 ...................................................................................... 21 筒體與封頭 ............................................................................................................... 21 除沫器 ...................................................................................................................... 21 裙座 .......................................................................................................................... 22 塔總體高度的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 22 換熱器（進(jìn)料預(yù)熱器或產(chǎn)品冷卻器）的設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................... 22 進(jìn)料管的設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 23 泵的選型 ................................................................................................................... 23 貯罐的計(jì)算 ............................................................................................................... 25 第 6 章 結(jié)論 .................................................................................................................. 25 結(jié)論 .......................................................................................................................... 25 主要數(shù)據(jù)結(jié)果總匯 ..................................................................................................... 25 結(jié) 束 語(yǔ) ........................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 1 主要符號(hào)說(shuō)明 .......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 4 生產(chǎn)工藝流程圖 .................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 1 摘 要 本次化工原理課程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出了苯 — 甲苯得分離設(shè)備 — 連續(xù)浮閥式精餾塔。 綜合工藝方便，經(jīng)濟(jì)及安全多方面考慮，本設(shè)計(jì)采用了浮閥式塔 板對(duì)苯 — 甲苯溶液進(jìn)行分離提純。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)是算得全塔效率為 ，塔頂使用全凝器，泡點(diǎn)回流。由精餾段的工藝計(jì)算得到塔經(jīng) 1m，塔總高 。 塔的附屬設(shè)備中，所有管線均采用無(wú)縫鋼管，預(yù)熱器采用管殼式換熱器。 關(guān)鍵詞：苯 — 甲苯 浮閥精餾 物料衡算 緒論 設(shè)計(jì)流程 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯 —— 甲苯混合物。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。該物系屬易分物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 倍。 設(shè)計(jì)流程框圖如下： 任務(wù)書上規(guī)定的生產(chǎn)任務(wù)長(zhǎng)期固定，適宜采用連續(xù)精流流程。簡(jiǎn)易流程如下，具體流程見附圖。 要分離 的組分在常壓下均是液體，因此操作在常壓下即可進(jìn)行，進(jìn)料為泡點(diǎn)進(jìn)料，需預(yù)熱器。 加熱方式 本設(shè)計(jì)的加熱方式為塔底間接加熱。 塔頂冷凝器的冷凝方式與冷卻介質(zhì)的選擇 冷凝方式為全凝 ,冷卻介質(zhì)為冷水。 /)()1(3???? ???????? 表 物料衡算結(jié)果表 1 物料 流量（ kmol/s） 組成 進(jìn)料 F 苯 甲苯 塔頂產(chǎn)品 D ?? 苯 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 5 甲苯 塔底殘夜 W 苯 甲苯 表 物料衡算結(jié)果表 2 物料 物流（ kmol/s） 精餾段上升蒸汽量 V 提餾段上升蒸汽量 V? 精餾段下降液體量 L 提餾段下降液體量 L? 精餾段和提餾段操作線方程 精餾段操作線方程 ： 3 9 6 3 0 2 3 ????????? ? xyxXVDxVLy D（ 1） 提餾段操作線方程 ： 0 1 3 3 0 1 3 0 4 ??????????????? xyxXVWxVLy W（ 2） 逐板法確定理論板數(shù)及進(jìn)料位置（編程） 因 ?? ，得出相平衡方程xxxxy )1(1 ????? ??或yyx ??（ 3） 又因?yàn)樗斢腥?，所? ?? DXy 代入相平衡方程得 ?x 代入（ 1）式得 ?y 再代入（ 3）式得 ?x 反復(fù)計(jì)算得 7 ,5 9 4 7 ,6 9 6 0 ,7 8 7 2 ,8 7 66554433??????????qXxyxyxyxy 將 6x 代入（ 2）式得 ?y 代入（ 3）得 ?x 反復(fù)計(jì)算得 0 3 1 ,0 5 0 3 ,0 8 0 7 ,1 6 1 2 ,2 6 1 9 ,3 8 12121111101091888????????????WXxyxyxyxyxy 總理論板數(shù)為 12 塊（包括再沸器），第 6 塊板加料，精餾段需 5塊板，提餾段需7 塊。 第 2 章 精餾塔主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 物性數(shù)據(jù)計(jì)算 操作壓強(qiáng)的計(jì)算 塔頂操作壓力 K P aa tmP D 3 2 0 ?? 取每層塔板壓降為 KPaP ?? 進(jìn)料板壓力 K P aP F 3 2 0 2 0 1 ???? 塔底壓力 K P aP W 4 2 1 2 0 8 ???? 精餾段平均壓力 K P aP )(1 ??? 提餾段平均壓力 K P aP )(2 ??? 操作溫度的計(jì)算 因 CtCtCt WFD ?????? 0 9, 則精餾段平均溫度 Ct ???? )(1 提餾段平均溫度 Ct ???? 0 22/) 0 (2 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算 塔 頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 ?? DXy 由相平衡方程得 ?X ，則 k m olkgM k m olkgM LDVD /)( /)( ?????? ?????? 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 k m olkgM k m olkgM LFVF /)( /)( ?????? ?????? 塔底平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 k m olkgM k m olkgM LWVW /)( /)( ?????? ?????? 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 7 精餾段平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 k m olkgM k m olkgM LV /)( /)( ??? ??? 提餾段平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 k m o lkgMk m o lkgMLV/)(/)(???????? 液體平均粘度的計(jì)算 液體平均粘度依 iii x ?? lglg ?? 計(jì)算 CtD ?? 時(shí)，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》得 sm P asm P asm P a LDLD LBLA ???????? ???? )( , ?? ?? 進(jìn)料板液體平均粘度的計(jì)算 CtF ?? 時(shí)，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》得 sm P asm P asm P a LFLF LBLA ???????? ???? )( , ?? ?? 塔底液體粘度計(jì)算 CtW ?? 時(shí)，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》得 sm P asm P asm P a LWLW LBLA ??????? ???? , ?? ?? 精餾段液相平均粘度為： sm P aL ???? )(1? 提餾段液相平均粘度為： sm P aL ???? )(2? 平均密度的計(jì)算 （ 1）氣相平均密度的計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即 精餾段 311 /)( mkgRTMP VV ??? ???? 提餾段 322 /) 7 0 2(3 1 7 1 2 mkgRTMP VV ??? ?????? （ 2）液相平均密度的計(jì)算 液相平均密度依 ???iiLM ??1 又 )(1 為質(zhì)量分?jǐn)?shù)aaaLBBLAALM ??? ?? CtD ?? 時(shí)，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》 得 333/ /,/mkgmkgmkgLDLDLBLA??????????? 進(jìn)料板，由加料板液相組成， ?Ax 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 8 則 3 3 )3 7 ( 7 7 ????? ??Aa CtF ?? 時(shí)，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》得 333/ /,/mkgmkgmkgLFLFLBLA???????????? Tw= 時(shí)，查《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》得 333/ 8 8 0 0 3 8 00 3 / 8 0,/ 8 0mkgmkgmkgLWLWLBLA??????????? 故精餾段平均液相密度為 3/ 0 52/ 9 1 3 mkg??? ）（精? 提餾段平均液相密度為 3/ 8 82/ 8 9 6 mkg?