【正文】 第一章 緒論 167。通過對精餾塔的運算，可以得出精餾塔的各種設(shè)計如塔的工藝流程、生產(chǎn)操作條件及物性參數(shù)是合理的，換熱器和泵及各種接管尺寸是合理的，以保證精餾過程的順利進行并使效率盡可能的提高。此設(shè)計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪 圖等，是較完整的精餾設(shè)計過程，該設(shè)計方法被工程技術(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)中中占有重要的地位。 化工原理 課 程 設(shè) 計 題目： 苯 甲苯二元物系篩板式精餾塔的設(shè)計 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 一 設(shè)計題目 ： 苯 甲苯連續(xù)篩板式精餾塔的設(shè)計 二 任務(wù)要求 設(shè)計一 連續(xù) 篩板 精餾塔以分離 苯和甲苯 ， 具體工藝參數(shù)如下： 原料 加料量 F＝ 100kmol/h 進料組成 xF＝ 餾出液組成 xD＝ 釜液組成 xw＝ 塔頂壓力 p＝ 100kpa 單板壓降 ≤ kPa 2 工藝操作條件：常壓精餾，塔頂 全凝器，塔底間接加熱，泡點進料，泡點回流。 三 主要設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計方案的選擇及流程說明 工藝計算 主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計 （ 1）塔徑及 精或提 餾段塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 （ 2）塔板的流體力學(xué)校核 （ 3）塔板的負荷性能圖 （ 4）總塔高 輔助設(shè)備選型與計算 設(shè)計結(jié)果匯總 工藝流程圖及精餾塔設(shè)備條件圖 目錄 摘要 化工生產(chǎn)常需要進行液體混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的，精餾是 利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝達到輕重組分分離的方法。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設(shè)計和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。本次設(shè)計的篩板塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。 精餾設(shè)計包括設(shè)計方案的選取，主要設(shè)備的工藝設(shè)計計算 —— 物料衡算、熱量衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝尺寸的設(shè)計計算，輔助設(shè)備的選型，工藝流程圖，主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。 關(guān)鍵詞： 苯、甲苯、精餾段、提餾段、篩板塔。 苯和甲苯的混合液是使用機泵經(jīng)原料預(yù)熱器加熱后，送入精餾塔。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。 設(shè)計 167。 板效率的計算 對于進料： Ft =℃ 00 ????? AA PP 00 ????? BB PP 得：KPaPB ? ???? BAF PP? 又?D?? ?W? ?精餾段平均相對揮發(fā)度： ????? FD ?? 提餾段平均相對揮發(fā)度： ????? FW ?? 由液體平均粘度公式：BAt AL ?? ? 可求得不同溫度下苯和甲苯的粘度 對于苯 (A)，其中 ? ， ? 即： 5 4 5 .6 4 5 4 5 .6 4lg 2 7 3 .1 5 2 6 5 .3 4LA t? ??? 當 ?t℃ 時，smpau LALA / 11, ????? ?? 當℃ 時，smpau LA /... 22, ?? ? 對于甲苯 (B)，其中 ?? ， ?? 即： 4 6 7 .3 3 4 6 7 .3 3lg 2 7 3 .1 5 2 5 5 .2 4L t? ? ??? 當℃ 時，smpau LBLB / 11, ???? ?? 當 ?t℃ 時 smpau LB / 22, ???? ? 又精餾段的液相組成： ????? FD xxx 提餾段的液相組成： ????? WD xx 精餾段平均液相粘度： smPaxx LBLAL ?????????? )()1( 11,11,1, ??? 提餾段的平均液相粘度 : smPaxx LBLAL ?????????? )()1( 22,22,2, ?? 精餾段的板效率：)()( 24 ,11, ?????? ??LTE ?? 提餾段的板效率：)()( 24 ,22, ?????? ??LT ?? 實際板數(shù)的計算及全塔效率的計算 塊精精 51, ???? TTP ENN 塊提提 62, ???? TTP N 塊，全塔所需實際塔板數(shù)： 提精 221210 ?????? PPP NNN其中第 11 塊為加料版?？芍?： kmolkgMyMyM BAVDm /)()1( 11 ????????? kmolkgMxx BL Dm /))11 ??????? 進料板平均摩爾質(zhì)量計算 由 ?? yyF，? xxF kmolkgMyMyM BFAFVFM /)()1( ????????? kmolkgMxx BFAFL FM /)()1( ????????? 塔釜平均摩爾質(zhì)量的計算 溢流堰長mDl w ???? 堰流堰高度 w l owh h h?? 選用平直堰，堰上液高度 owh 由 E1000 how wLh l??? ????計算 近似取 1E? ， 則： 精餾段：mllhwhow 33/2 ??????? ?????????????? ? 取板上清液層高度 60Lh mm? 故：mhhh owlw ????? 提餾段：mllEwhow 3/23/2 ??????? ??????????????? 取板上清液層高度 60Lh mm? 故：mhhh owllw ????? 弓形降液管的寬度 dW 與降液管的面積 fA 由 ? 查圖 57 得 TAA ? ， ? 故： mDd ???? mAA Tf ???? 液體在降液管中停留時間： 精餾段 ssL HA h Tf ??? ??????， 提餾段 ssL HA h Tf ??? ????， 故降液管設(shè)計合理。0 ?， 則：mul lh w s ??? 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 50wh mm? 塔板布置 塔板的分塊 因 D=1400mm800mm,故塔板采用分塊式： 表 21 塔徑 mm 800 1200~ 1600~1400 2021~1800 2400~2200 塔板分塊數(shù) 3 4 5 6 因此 ,塔板分為 4 塊 . 邊緣區(qū)寬度確定 : 精餾段 :取 39。 0. 06 5 , 0. 03 5s s cW W m W m? ? ? 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 2222 a r c s in180a rxA x r x r???? ? ????? 精餾段 :? ? ? ? mWWDx Sd ??????? mWDr C ????? 2222 mA a ????????? ???? 提餾段 :? ? mWWD Sd ??????? mWDr C ????? 2222 mA a ????????? ????? 篩孔計算及其排列 因為所處理的物系無腐蝕性 ,可選用 mm3?? 碳鋼板 ,取篩孔直徑 0 5d mm? ,篩孔按 正三角排列 ,取孔中心距： 03 3 5 1 5t d mm? ? ? ? 精餾段 : 篩孔數(shù)目為 22 0 ???? t An 提餾段 : 篩孔數(shù)目為 ... 2 0t 開孔率為 2 20 0 . 0 0 50 . 9 0 7 0 . 9 0 7 1 0 . 1 %0 . 0 1 5dt? ?? ??? ? ? ????? ???? 精餾段 氣體通過閥孔的氣速為smAVu S / ???? 提餾段 氣體通過閥孔的氣速為smAVu S / ??? 篩板的 流體力學(xué)驗算 塔板壓降 干板阻力 ch 計算 2000. 05 1 VcLuh C ???? ??? ?? ?????? 由 0 5 ? ?? , ? 精餾段 : 液柱mh c 2 ???????????????? 提餾段 : 液柱mc . 2 ??????????????? 氣體通過液層的阻力 1h 計算 氣體通過液層的阻力 Lhh ??1 精餾段 : smAA Vu fT Sa / ????? ??????????? 21210 ./ mskguF va ? ??