【正文】 計評述心得 ....................................................................... 25 （六） 參考書目及附表 ................................................................... 25 3 （一） 化工原理設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計名稱： 苯 甲苯精餾塔設(shè)計 二、設(shè)計條件： 在常壓連續(xù)精餾塔中精餾分離含苯 35%（質(zhì)量 %，下同）的苯 甲苯混合液，要求塔頂流出液中苯的回收率為 97%，塔底釜殘液中含苯不高于 2%。 處理量： 17500 t/a， 料液組成（ 苯 質(zhì)量分?jǐn)?shù)）： 35%， 塔頂產(chǎn)品組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）： 97%， 塔頂易揮發(fā)組分回收率： 99%， 每年實際生產(chǎn)時間： 300 天 三、 設(shè)計任務(wù) 完成精餾塔的工藝設(shè)計，有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計和選型，繪制精餾塔系統(tǒng)工藝流程圖和精餾塔裝配圖，編寫設(shè)計說明書。 5. 設(shè)計結(jié)果概要或設(shè)計一覽表 6. 輔助設(shè)備的選 型 —— 對再沸器進(jìn)行設(shè)計，對預(yù)熱器進(jìn)行選型 7. 參考文獻(xiàn) 8. 對本設(shè)計的評述或有關(guān)問題的分析討論。 二、 設(shè)計方案的確定 本設(shè)計任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。 對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。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)品冷卻器冷卻后送至儲罐。 塔底設(shè)置再沸器 采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。 篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點有： (１ ) 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的 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。 T=85 C ,? =。 T=95 C ,? =。 T=105 C ,? =。 ( 1 ) ( 1 ) ( 3. 82 1 ) 11 .0 7 47 .3 8 /V R D q F k m ol h? ? ? ? ? ? ? ? 39。1 39。 6 02 38m m w mLWy x x xVV? ? ? ? ? 5. 逐板法求理論板數(shù) 相平衡方程 1 ( 1 ) 1 xx????? ? ? 1 Dyx? = 1111 1 1 1(1 ) 2 . 4 7 (1 )yyx y y y y??? ? ? ? ?= 2 1 10 . 7 6 6 0 . 2 2 7 0 . 9 4 611 DxRy x xRR? ? ? ? ??? 根據(jù) 相平衡與操作線方程依次計算得： 2x? ； 3y? ， 3x? ； 4y? ， 4x? ； 5y? ， 5x? ； 6y? ， 6x? Fx? 精餾段理論板數(shù) n=5 7 39。39。2139。 x x xVV? ? ? ? ? 根據(jù)相平衡和操作線方程依次計算得： 39。3y? ， 39。4y? ， 39。5y? ， 39。6y? ， 39。7y? ， 39。8y? ， 39。 取全塔板效率為 ，可得實際板數(shù)為 24，進(jìn)料板為第 11 塊板。計算結(jié)果如下： 塔頂溫度 wt ＝ ℃，進(jìn)料板溫度 Ft ＝ ℃ ，塔底溫度 wt =℃ 精餾段平均溫度 mt =（ ＋ ） /2 = ℃ 提餾段平均溫度 mt =（ +） /2 =℃ 塔頂平均摩爾質(zhì)量計算 由 1 Dyx? = ， 1x? , 0 . 9 3 8 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 9 3 8 ) 9 2 . 1 3 7 8 . 9 8L D mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 . 9 7 4 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 9 7 4 ) 9 2 . 1 3 7 8 . 4 7V D mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 8 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計算 由上面理論板的算法，得 Fy ＝ ， Fx ＝ , 0 . 6 1 0 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 6 1 0 ) 9 2 . 1 3 8 3 . 5 8V F mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 . 3 8 8 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 3 8 8 ) 9 2 . 1 3 8 6 . 6 9L F mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 塔底 平均摩爾質(zhì)量計算 由 xw=, yw= , 0 . 0 1 6 2 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 1 6 2 ) 9 2 . 1 3 9 1 . 9 0V W mM k g k m o l? ? ? ? ? ?, 0 . 0 0 6 6 3 7 8 . 1 1 ( 1 0 . 0 0 6 6 3 ) 9 2 . 1 3 9 2 . 0 3L w mM k g k m o l? ? ? ? ? ? 精餾段平均摩爾質(zhì)量 , 7 8 . 4 7 8 3 . 5 8 8 1 . 1 62VmM k g k m o l k g k m o l???, 7 8 . 9 8 8 6 . 6 9 8 2 . 8 32LmM k g k m o l k g k m o l? 提 餾段平均摩爾質(zhì)量 , 8 3 . 5 8 9 1 . 9 0 8 7 . 7 42VmM k g k m o l k g k m o l???, 9 2 . 0 3 8 6 . 6 9 8 9 . 3 62LmM k g k m o l k g k m o l? 4. 平均密度計算 1）氣相平均密度計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算， 精餾段的平均氣相密度 即 , 3, 1 0 7 . 4 3 8 1 . 1 6 2 . 9 58 . 3 1 4 ( 2 7 3 . 1 5 9 0 . 7 5 )m v mvmmPM k g mRT? ?? ? ??? 提餾段的平均氣相密度 ,39。 , 7 9 2 . 3 1 7 7 1 . 5 4 7 8 1 . 9 32Lm k g k m o l? ??? 5. 液體平均表面張力計算 液相平均表面張力依下式計算，即 塔頂液相平均表面張力的計算 由 tD＝ ℃，查表 得 σ A=σ LDm= +() = mN/m 進(jìn)料板液相平均表面張力的計算 由 tF＝ ℃，查表 得 σ A= mN/m σ B= mN/m σ LFm= + = mN/m 塔底 液相平均表面張力的計算 由 tW＝ ℃，查 表 得 σ A= mN/m σ B= mN/m 10 σ Lwm= +() = mN/m 精餾段液相平均表面張力為 σ Lm=（ +） /2= mN/m 提 餾段液相平均表面張力為 σ ‘ Lm=（ +） /2= mN/m 6． 液體平均粘度計算 液相平均粘度依下式計算，即 lgμ Lm=Σ xilgμ i 塔頂液相平均粘度的計算 由 tD＝ ℃，查表 得 μ A= mPa s lgμ LDm= lg()+ () lg() 解出 μ LDm= mPa s μ B= mPa s 塔底 液相平均粘度的計算 由 tw＝ ℃，查手冊得 μ A= mPa s lgμ Lwm= lg()+ () lg() 解出 μ Lwm= mPa s 提 餾段液相平均粘度為 μ ‘ Lm=(+)/2= mPa ( 1 ) /V V q F K m ol h? ? ? ? 39。 4 7 . 3 8 8 7 . 7 4 0 . 3 7 /3 6 0 0 3 6 0 0 3 . 1 2VmSvmVMV m s?? ?? ? ?? 39。339。 m a x 7 8 1 . 9 3 3 . 1 20 . 0 6 6 9 1 . 0 6 /3 . 1 2LVVC m s??? ?? ?? ? ? ? 可取安全系數(shù)為 ，則 39。 精餾段和提溜段 塔徑不一致，根據(jù)塔徑的選擇規(guī)定，對于相差不大的二塔徑取二者中較大的，因此塔徑取 2. 精餾塔有效高度計算 精餾段 有效高度為 ( N 1 ) 0. 40 (10 1 ) 3. 6TZ H m? ? ? ? ? ? 提餾段有效高度為 39。( N 1 ) 0 . 4 0 (1 4 1 ) 5 . 2TZ H m? ? ? ? ? ? 在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為 ，故精餾塔的有效高度為： 3 .6 5 .2 0 .8 9 .6Zm? ? ? ? 五、 塔板主要工藝尺寸計算 1. 溢流裝置計算 因塔徑 D＝ ，可選用單溢流弓形降液管，采用平行 受液盤。 0 . 0 3 6 3 0 . 4 0 7 . 1 239。 /o ms? ? 39。 a)取邊緣區(qū)寬度 Wc=,安定區(qū)寬度 39。39。 3. 霧沫夾帶 3 . 2 3 . 26635 . 7 1 0 5 . 7 1 0 0 . 7 7 0 . 0 1 8 / 0 . 1 /2 0 . 1 3 1 0 0 . 4 0 2 . 5 0 . 0 6av Tfe k g k g k g k gHh????????? ??? ? ? ??? ??? ? ? ????? 液 體 氣 體 液 體 氣 體在設(shè)計負(fù)荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。 5. 液泛 為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度 ? ?wTd hHH ??? 依式 dlpd hhhH ??? ， 而 39。 1