【正文】 μ m=xAμ 苯 +（1x A）μ 甲苯 =*+*= .mpas故 *μ m=查塔效率關(guān)聯(lián)曲線得 ET=9 / 26 求實(shí)際塔板數(shù)精餾段實(shí)際塔板數(shù) N 精 =9/==17 。=L+qF=+*=V180。=, V180。 V180。 V180。 塔壁厚計算取每年腐蝕 ，因限制用年數(shù)為 10 年， 那么壁厚m3)10*(min????故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚 25mm同理可得出其他回流比的值，總結(jié)果如下表：表 316 塔頂、塔底和壁厚表R 塔頂空間 HD/m 塔底液高 h/m 塔底空間 HB/m 塔體壁厚/mmR1 2 25R2 2 25R3 2 25 型浮閥塔板設(shè)計 以 R1= 為例 溢流裝置 選用單溢流方形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，各項計算如下： lw:取堰長 lw== hw:hw=hLhow , ，近似取239。 降液管底隙高度 ho 可取降液管底隙處液體流速取 uo39。0swhlu 則 ho=(*) = 合理woh?13 / 26同理可得出其他回流比的各項計算，總結(jié)果如下表：表 317 溢流裝置參數(shù)表R 堰上液層高度h0/m堰長 lw/m 出口堰高h(yuǎn)w/m降液管寬度 Wd/m降液管的面積 Af/m2停留時間θ/S底隙高度ho/mR1 066 R2 R3 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列選用 F1 型重閥，閥孔直徑 d0=39mm，底邊孔中心距 t=75mm取閥孔動能因子 F0=10 ，孔速 smFuV/.//0???每一層塔板上的浮閥數(shù) N： 87).*3/(58)*4/( 22 ?s?取邊緣區(qū)域?qū)挾?Wc= Ws=塔板上的鼓泡面積 22arcsin10a xAxRR????????R=D/2Wc=== x=D/2(Wd+Ws)=(+)=把數(shù)據(jù)代入得 Aa=浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一排的孔心距 t=75mm=則估算排間距 mtNat )75.*8/(456.)*/(39。故取 t’=65mm= ，按 t=75mm， t’=65mm，以等腰三角形叉排方式作圖，或者查標(biāo)準(zhǔn)可得閥數(shù) 76個.按 N=76 重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)。 塔板開孔率=u/u 0=同理，得出其他回流比總結(jié)果如下表：表 318 塔板參數(shù)表R u0/(m/s) 初算浮閥數(shù) NAa/m2 R/m X/m 初算t39。/mm最后確定N最后u0/m/sF0 開孔率/%R1 87 65 76 R2 5 115 82 65 118 R3 5 128 73 65 118 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 氣相通過浮閥塔板的壓強(qiáng)降： pCIHh???14 / 26: 因?yàn)?uouocsmuVc /./73/ ???? 液 柱mguhLC 04.)*502(75*)*(*420 ?:由液相為碳?xì)浠衔铮扇〕錃庀禂?shù)ξ 0= hI=ξ 0hL =*= 液柱 ：此阻力很小，可以忽略不計。PaghLp *5027?????同理算出其他回流比 R2 、R 3的 hp為 和 ，同樣也設(shè)計合理。 39。 39。同理算出其他回流比 R2和 R3的霧沫夾帶線分別如下：Vs=+ 和 Vs=+ 液泛線依前可知 hp=hc+hI+hσ Hd=hp+hL+hd Hd＜φ(H T+hw)得：φ(H T+hw)= 由此式確定液泛線，忽略 hσ 項。360fThAHL?? smHALsTf /051././)( 3max ???液相負(fù)荷上限線（3）在 VS—LS 圖中為與氣相流量 無關(guān)的垂線。()10owwLhEl從而計算出下限值，取 E=則， smlWS /.)(30)( 32/2/min ?????依此作出液相負(fù)荷下限線(5)，該線為氣相流出無關(guān)的豎直線。 sIRQLVC /8.)4167()()1 3????塔 底塔 頂從液相變?yōu)橐合嗟?，溫度變化。同理可得其他回流?R2和 R3分別為：選用 U 型管式換熱器，JB/T471792，DN=400mm,排管數(shù) n=56,熱換面積A=,換熱管長 L=3m,選用倆臺并聯(lián)使用，再準(zhǔn)備倆臺備用。 熱負(fù)荷 QB 以 1 秒質(zhì)量來算 查手冊對應(yīng)的溫度并依下式計算得:LWLDCFBII????? ?LVq KgJIgKJIgKJI LDLF /15,/,/??從前面可知 F、W、D 和 Qc 的值，并分別把它們的值代人上式可得：QB=,同理得出其他回流比 R2和 R3的 QB分別如下：QB=，Q B= 傳熱面積 A 求平均溫度 mt? 過熱蒸汽的溫度為 320℃，P= T:T1=320℃ → t w+50=+50=℃ T:℃ → ℃ :℃ 50℃t 故 Cm?????)0/( 傳熱面積 A 計算因?qū)儆谝骸麄鳠?，故可?K=1000w/m2.℃， ?同理可得出其他回流比 R2和 R3的 A 分別如下: 2和 過熱蒸汽的用量過熱蒸汽經(jīng)過以下過程：從 320℃過熱蒸汽→飽和蒸汽（℃）19 / 26→℃的液體。 再沸器的選用選一臺立式熱虹吸式再沸器，DN=400mm,熱換面積為 11m2,質(zhì)量 m=備一臺備用。選一臺立式熱虹吸式再沸器，DN=400mm,熱換面積為 14m2,質(zhì)量 m=備一臺備用。 求平均溫度 mt?出料液溫度: t : 35℃ → ℃過熱蒸汽溫度：T: 320 ℃ → ℃ 錯流傳熱 Ctm ?????)()3( 求比熱和傳熱的熱量 查手冊得 ℃的苯與甲苯的比熱并計算的混合物的比熱為： CP=*+*=℃ , 氣相 HA=,HB=523kj/kg 傳熱的熱量 Q1=mqCP* =**()/5=*104 Jt?由 XF=,查 yF= 氣相 Q2=m*4/5*(*+*523)=562KJ故 Q=Q1+Q2=596KJ 塔底產(chǎn)品預(yù)熱給的熱量出料液溫度: t : ℃ → 45℃ KgJIKgJILWLW /,/ ????W=，那么塔底產(chǎn)品每秒放出熱量為： JIQL ).()(* ??????那么每秒還要過熱蒸汽給原料供熱為 Q：= 傳熱面積和過熱蒸汽的用量計算20 / 26 同樣取 K=1000w/m2.℃ 故 2???? 熱蒸汽每秒的用量 Q1=Q/()= 故一年用量為:*3600*7200= 萬噸/年 預(yù)熱器選用選用一臺固定管板式換熱器 JB/T471592，DN=219mm , 換熱面積 A= ,管束 N=1,管數(shù) n=33 ，且準(zhǔn)備一臺備用。 塔主要設(shè)備經(jīng)費(fèi)計算（R 1 為例） 塔壁面積計算除倆端得封頭外，塔體的高度 h=HB+HD+Z=++= D=故塔體截面積面積=A T= 塔壁 S=A*h=*=查得封頭的面積 A1=2*= 故總面積 A 總 = 塔板面積計算 塔板面積 A=AT*塔板數(shù)=*34= 2 主要塔設(shè)備費(fèi)用計算依前面可知，全凝器傳熱面積 A2=*2= ,再沸器傳熱面積A3=11*2=22m2，預(yù)熱器和釜液冷卻器的傳熱面積分別為 *2= *2=故塔設(shè)備經(jīng)費(fèi) I=A 總 *6000*+A*4500+（A 2+A3++）*4000= 元同理得出其他回流比 R2 和 R3 的主要塔設(shè)備費(fèi)用如下表：表 43 設(shè)備費(fèi)用表21 / 26R 塔體高度 h/m 塔壁面積 S/m2 塔板面積 A/m2 傳熱面積A2/m2塔設(shè)備總費(fèi)用 I/元R1 R2 132 R3 固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用因?yàn)樵O(shè)備可用 10 年，折舊率為 10%，既 r=1/n 故資產(chǎn)殘余值可以忽略不計，固定資產(chǎn)折舊額 D=資產(chǎn)原值 P/n=P*r=*10%= 元同理得出其他回流比 R2 和 R3 的折舊金額如下： 元和 元 主要操作費(fèi)計算（10 年） （R 1為例） 依據(jù)前面可知，每年塔頂冷凝器用水量 Q1=*105噸/年，釜液冷卻一年用水量 Q2=*3600*7200= 萬噸/年 單價為 16 元/噸，故十年循環(huán)水費(fèi)用 I1=（Q 1+Q2）*10*16=*10 7元同理得出其他回流比 R2和 R3的 10 年循環(huán)水費(fèi)用 I1分別為： *107元和 *107元 過熱蒸汽的用量費(fèi)用因?yàn)橐荒暝俜衅鞯挠昧?Q3=22900 噸,原料預(yù)熱器一年用的量為 18400 噸，單價為 250 元/噸，故十年的過熱蒸汽費(fèi)用I2=(Q3+18400）*250*10=*10 8元同理得出其他回流比 R2和 R3的 10 年過熱蒸汽費(fèi)用 I2分別為: *108元和 *108元 設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用的總費(fèi)用 p依以上可知 P=++47500000+103000000=*108元同理得出其他回流比 R2和 R3的 P 如下：*10 8元和 *108元 銀行利息后的總成本 P 總貸款年平均利息為 ，P 總=P*（1+） 10=*108元，同理得出其他回流比 R2和 R3的 10 年總成本 P 總為 *108元和 *108元 回流比的選擇依據(jù)成本計算可知，R 1的成本最小，且依 Vs~Ls 圖可知，操作點(diǎn)也是比較合理的位置，故這次回流比選 R1進(jìn)行設(shè)計六、精餾塔附件及其重量計算 回流罐：算出回流罐的容積回流罐通過的物流量 ，hKgDRqVh /)1(???? 設(shè)冷凝液在回流罐中的停留時間為 10 分鐘，罐的填充系數(shù)3/??取 ，?故容積 )(VLh???同理得出其他儲罐： 表 43 回流罐容積表名稱 停留時間 容積/m 3回流罐 10min 22 / 26原料罐 塔頂產(chǎn)品罐 72h 塔底產(chǎn)品罐 72h (只對于 R1 來說，因已確定回流比) 進(jìn)料管線管徑設(shè)原料流速 u=,因 那么管徑3/??uVd 06..)/(4???依據(jù)管材規(guī)格，應(yīng)該取 管材，那么實(shí)際流速89?sm/312.).(82??同理得出其他管徑如下 表 管路表管路 進(jìn)料管 釜液輸送管 塔釜進(jìn)氣管 塔頂冷凝液送管塔頂蒸氣管線流速 m/s 規(guī)格 389??376?6219??389?8219?? .依揚(yáng)程 H 和流量 Q 來選。 精餾塔重量計算查手冊得封頭數(shù)據(jù)如下：DN=1000mm ,曲面高 h1=250mm 內(nèi)表面積 S=,容積 V=,質(zhì)量 m=177kg塔體選用 16MnR 材料，密度為 噸/m 3筒體的體積計算：塔板的體積：A T=,塔板數(shù)為 34，板厚取 6mm, 故塔板體積為：V1=AT*34*=塔壁的體積：依前面可知，塔壁的表面積 S= 壁厚為 25mm 故塔壁的體積 V2=S*壁厚=*= 3塔體的重量為：（+）*= 噸整個精餾塔的重量為：*2+= 噸23 / 26七．設(shè)計結(jié)果一覽表計算結(jié)果精餾段序號 項目 符號 單位R1(最好) R2 R31 平均溫度 tm ℃ 2 平均壓力 Pm kpa 3 氣相 Vs m3/s 4平均流量 液相Ls m3/s 5 實(shí)際塔板數(shù) Np 塊 34 26 256 塔的有效高度 Z m 7 塔徑 D m 8 板間距 H m 9 塔板溢流形式 單流型 單流型 單流型10 空塔氣速 u m/s 11 溢流管形式 弓形 弓形 弓形12 溢流堰長度 Lw m 13 溢流堰高度 hw m 14 板上液層高度 hL m 15溢流裝置堰上液層高度 how m 24 / 2616 安定區(qū)寬度 Ws m 17 開孔區(qū)到塔壁距離 Wc m 18 鼓泡面積 Aa m2 19 閥孔直徑 d m 20 浮閥數(shù)個 n 個 76 118 11821 閥孔氣速 u0 m/s 22 閥孔動能因數(shù) F0 23 開孔率% 24 孔心距 t m 25 排間距 t′ m 26 塔板壓降 ΔP kpa 27 液體在降液管內(nèi)的停留時 間 ?s 28 底隙高度 ho m 30 泛點(diǎn)率，% 31 液相負(fù)荷上限 Ls max m3/s 32 液相負(fù)荷下限 Ls min m3/s 33 氣相負(fù)荷下限 Vs min m3/s 34 操作彈性 八、個人總結(jié)及對本設(shè)計的評述 通過查資料與多次的修改，這次