【正文】 ................. ３１ 液泛線 ...................................................................... ３１ 提餾段 ................................................................................... ３３ 化工原理課程設(shè)計(jì) 漏液線 ....................................................................... ３３ 霧沫夾帶線 ............................................................... ３３ 液相負(fù)荷下限線 ...................................................... ３４ 液相負(fù)荷上限線 ...................................................... ３４ 液泛線 ...................................................................... ３５ 第五章 熱量衡算 ............................................................................................ ３７ 相關(guān)介質(zhì)的選擇 ............................................................................... ３７ 加熱介質(zhì)的選擇 ................................................................... ３７ 冷凝劑 ................................................................................... ３７ 焓值衡算 ........................................................................................... ３７ 附屬設(shè)備設(shè)計(jì) ................................................................................... ４０ 進(jìn)料管 .................................................................................. ４０ 回流管 ................................................................................... ４０ 塔頂蒸氣出料管 ................................................................... ４１ 釜液排出管 .......................................................................... ４２ 加熱蒸汽管 ........................................................................... ４２ 筒體與封頭 ....................................................................................... ４３ 筒體 ....................................................................................... ４３ 封頭 ....................................................................................... ４３ 裙座 ....................................................................................... ４３ 人孔 ....................................................................................... ４４ 除沫器 ................................................................................... ４４ 塔總體高度的設(shè)計(jì) ........................................................................... ４４ 塔頂空間 ............................................................................... ４４ 塔底空間 ............................................................................... ４４ 塔總高度的設(shè) 計(jì) ................................................................... ４５ 再沸器的選擇 .................................................................................. ４６ 泵的選擇 .......................................................................................... ４７ .................................................................................. ４７ ．回流泵 ................................................................................ ４８ 化工原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)感想 .......................................................................................................... ４９ 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................... ４９ 附錄一（結(jié)果匯總） ...................................................................................... ５０ 附錄二 符號(hào)說(shuō)明 ............................................................................................ ５１ 精餾塔的工藝性能圖 ...................................................................................... ５４ 塔板設(shè)計(jì)圖 .............................................................................................. ５４ 塔設(shè)計(jì)圖 .................................................................................................. ５５ 塔板設(shè)計(jì)工藝圖 ...................................................................................... ５６ 化工原理課程設(shè)計(jì) １ 前言 塔設(shè)備的基本功能在于 給 氣、液兩 相充分接觸的機(jī)會(huì)，使 傳 質(zhì)、 傳 熱兩種傳遞過(guò)程能夠迅速 而且 有效地進(jìn)行 ，并且還 要能使 能夠 接觸的氣、液兩相及時(shí)分開(kāi)，互不夾帶。根據(jù)塔 的 結(jié)構(gòu)型式，塔設(shè)備可分為板式塔與填料塔兩大類。氣、液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級(jí)接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。在一個(gè)圓筒形的殼體內(nèi)裝有若干 層按一定間距放置的水平塔板，塔板上開(kāi)有很多篩孔，每層塔板靠塔壁處設(shè)有降液管。板式塔的優(yōu)點(diǎn)重量輕、效率好、處理量大、便于維修。 本設(shè)計(jì)采用板式塔中的篩板塔，主要對(duì)塔 高 、塔 徑 、附屬設(shè)備的 設(shè)計(jì)計(jì)算 與選擇，進(jìn)行塔的流體力學(xué)驗(yàn)算和負(fù)荷性能圖，得到操作彈性等等。進(jìn)料位置為 第 17 塊板，在板式塔的主要工藝尺寸計(jì)算中得出塔徑為 米，設(shè)置 2 個(gè)人孔，塔高為 米，通過(guò)篩板塔的流體力學(xué)驗(yàn)算，證明設(shè)計(jì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)均符合要求。塔設(shè)備的基本功能在于 給 氣、液兩相 提供 以充分接觸的機(jī)會(huì)， 能夠 使質(zhì)、 傳 熱兩種傳遞過(guò)程能夠迅速有效地進(jìn)行；還要使接觸之后的氣、液兩相及時(shí)分開(kāi)。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，塔設(shè)備可分為板式塔與填料塔兩大類 。氣、液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級(jí)接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。液相由塔頂噴淋裝置分布于填料層上，靠重力作用沿填料表面流下；氣相則在壓強(qiáng)差推動(dòng)下穿過(guò)填料的間隙，由塔的一端流向另一端。目前在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)處理量大時(shí)多采用板式塔，而當(dāng)處理量較小時(shí)多采用填料塔。 精餾操作對(duì)塔設(shè)備的要求 (1)氣 (汽 )、液 兩相 處理量大，即生產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、液泛等破壞操作的現(xiàn)象。 (3)流體流動(dòng)的阻力小，這大大節(jié)省 了 動(dòng)力消耗， 并且也 降低 了 操作費(fèi)用。 (4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料耗用量小，制造安裝容易。 (6)塔內(nèi)的滯留量要小。不同的塔型各有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng) 該 根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求， 一定要 抓住主要矛盾，進(jìn)行選型。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔。 篩板塔也是傳質(zhì)過(guò)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(jiǎn)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。確定操作壓力時(shí)， 應(yīng)該 根據(jù)所處理 的 物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行考慮。 進(jìn)料狀態(tài)的確定 進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。 加熱劑和加熱方式的確定 蒸餾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。然而，直接蒸汽加熱 時(shí) ，由于蒸汽的不斷通入，對(duì)塔底溶液起 到 了稀釋作用，在塔底易揮發(fā)物損失量相同的情況下，塔底殘液中易揮發(fā)組分的濃度應(yīng)較低，因而塔板數(shù) 會(huì) 稍有增加。這種再沸器具有傳熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，釜液在加熱段停留時(shí)間短，不易結(jié)垢，調(diào)節(jié)方便，占地面積小，設(shè)備及運(yùn)行費(fèi)用低等顯著優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于是立式安裝，因而，增加了塔的裙座高度。冷凝器將塔頂蒸氣冷凝成液體，部分冷凝液作塔頂產(chǎn)品，其余作回流液返回塔頂，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行 。 因?yàn)榇藫Q熱器承受的壓力在 ，振動(dòng)幅度小，噪音小，使用壽命長(zhǎng) ， 熱效率高，更加節(jié)省能量 ， 全不銹鋼焊接，耐高溫高壓 ， 結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，占地面積小 ，結(jié)垢傾向低，維護(hù)費(fèi)用低 ，而且節(jié)能環(huán)保。 化工原理課程設(shè)計(jì) １０ 圖解法求 理論塔板數(shù)： 利用 origin 作圖，可知 Y X B 第 十 塊板進(jìn)料，總理論板層數(shù)為 21 塊（不含再沸器），精餾段 9塊，提餾段12塊 全塔效率 ET )( LTE ??? 化工原理課程設(shè)計(jì) １１ 塔頂與塔底平均溫度 Cttt 021 2 ????? 正己烷：2 2 3 35 4 5 52 4 2 2 3 3 1 ? ??? L? smP aL 2 3 7 2 4 )(3 5 3 . 23 7 3 . 2 0 . 2 4 10 . 2 0 ?????? sm P axx LLL (1 smPa? )1 9 1 0 201?? 正庚烷 smP a 20 6 )73 8 (25 1 8 1 )1( 12111 ????????? ??? 提餾段液相平均黏度（ KT ? ） 正己烷2 2 3 38 9 6 22 4 2 2 3 3 1 ?? ??? ? smP a2 2 5 4 8 )(3 5 3 . 23