苯-甲苯篩板精餾塔課程設計

1、河西學院HexiUniversitv3化工原理課程設計目:苯-甲苯篩板式精儲塔設計院：化學化工學院業(yè):化學工程與工藝號:名:指導教師:2021年12月6日目錄化工原理課程設計任務書1 .概述1.1 序言L2再沸器5.1.3 冷凝器5.2 .方案的選擇及流程說明&3 .塔的工藝計算6,3.1 原料及塔頂塔底產(chǎn)品的摩爾分率3.2 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質量3.3 3物料衡算7.4 .塔板數(shù)確實定4.1 理論塔板數(shù)4.2 最小回流比及操作回流比8.4.3 精偏塔的氣、液相負荷.84.4 操作線方程錯誤!未定義書簽.4. 5圖解法求理論塔板數(shù)94.6實際板層數(shù)9.5.精僮塔的工藝條件

2、及有關物性數(shù)據(jù)錯誤!未定義書簽.5.1 操作壓力9.5. 2操作溫度.105.3 平軍摩爾質量10.5.4 平均密度.115.5 液體平均外表張力125.6 液體平均黏度126. .精保塔的塔體工藝尺寸13.6.3 塔徑136.4 空塔氣速136.5 實際空塔氣速146. 4精陽塔有效高度,錯誤!未定義書簽.7.踏板主要工藝尺寸的設計157.1 塔板布置187. 2塔板布置188.篩板的流體力學驗算19.8.1 塔板壓降198.2 液面落差208.3 液沫夾帶208.4 .4漏液2.18.5液泛219 .塔板負荷性能圖229.1 1漏液線22.9.2 液沫夾帶線229.3 液相負荷下限線錯誤!

3、未定義書簽.9.4 液相負荷上限線249.5 5液泛線.2410 .板式塔常見附件261 0.1進料罐線管徑2711 .附屬設備3011.1 塔頂空間,錯誤!未定義書簽.I 1.2塔底空間.,30II .3人孔3011.4塔高3012.設計篩板塔的主要結果匯總：30參考文獻32設計心得體會32.成績評定：33.化工原理課程設計任務書一、設計題目茶-甲苯板式精罐塔設計二、設計任務及操作條件1 .設計任務生產(chǎn)水平進料量100000噸/年操作周期7000小時/年進料組成56%苯質量分率,下同塔頂產(chǎn)品組成298.5%塔底產(chǎn)品組成WL5%2 .操作條件操作壓力4kPa進料熱狀態(tài)泡點進料加熱蒸汽低壓蒸汽3

4、 .設備型式篩板塔4 .廠址天津三、設計內(nèi)容1 .設計方案的選擇及流程說明2 .塔的工藝計算3 .主要設備工藝尺寸設計1 1.塔徑塔高及板結構尺寸確實定2 2.塔板的流體力學校核3 3.塔板的負荷性能圖4 4.總塔高總壓降及接管尺寸確實定5 .輔助設備選型與計算6 .設計結果匯總7 .工藝流程圖及精偏工藝條件圖8 .設計評述1.概述1.序言化工原理課程設計是綜合運用?化工原理?課程和有關先修課程?物理化學?,?化工制圖?等所學知識,完成一個單元設備設計為主的一次性實踐教學,是理論聯(lián)系實踐的橋梁,在整個教學中起著培養(yǎng)學生水平的重要作用.通過課程設計,要求更加熟悉工程設計的根本內(nèi)容,掌握化工單元操

5、作設計的主要程序及方法,鍛煉和提升學生綜合運用理論知識和技能的水平,問題分析水平,思考問題水平,設計水平等.精儲是別離液體混合物含可液化的氣體混合物最常用的一種單元操作,在化工,煉油,石油化工等工業(yè)中得到廣泛應用.精儲過程在能量劑驅動下有時加質量劑,使氣液兩相屢次直接接觸和別離,利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不通,使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉移難揮發(fā)組分由氣相向液相轉移,實現(xiàn)原料混合液中各組分的別離.根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求,精儲操作可以是連續(xù)的或間歇的,有些特殊的物系還可以采用恒沸精儲或萃取精儲等特殊方法進行別離.本設計得題目是苯一甲苯連續(xù)精儲板式塔的設計,即需設計一個精儲塔用來別離一會發(fā)的苯和

6、不易揮發(fā)的甲苯,采用連續(xù)操作方式,需設計一板式塔將其別離.1.2 再沸器作用：用以將塔底液體局部汽化后送回精鐳塔,使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳得以進行.本設計采用立式熱虹吸式再沸器,它是一垂直放置的管殼式換熱器.液體在自下而上通過換熱器管程時局部汽化,由在殼程內(nèi)的載熱體供熱.1.3 冷凝器用以將塔頂蒸氣冷凝成液體,局部冷凝液作塔頂產(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得以進行,最常用的冷凝器是管殼式換熱器.2,方案的選擇及流程說明精微是通過多級蒸儲,使混合氣液兩相經(jīng)屢次混合接觸和別離,并進行質量和熱量的傳遞,使混合物中的組分到達高程度的別離,進而得到高純度的產(chǎn)品.流程如下:原料丙稀

7、和丙烷的混合液體經(jīng)進料管由精儲塔中的某一位置進料板處流入塔內(nèi),開始精儲操作;當釜中的料液建立起適當液位時,再沸器進行加熱,使之局部汽化返回塔內(nèi).氣相沿塔上升直至塔頂,由塔頂冷凝器將其進行全部或局部冷凝.將塔頂蒸氣凝液局部作為塔頂產(chǎn)品取出,稱為儲出物.另一局部凝液作為回流返回塔頂.回流液從塔頂沿塔流下,在下降過程中與來自塔底的上升蒸氣屢次逆向接觸和別離.當流至塔底時.,被再沸器加熱局部汽化,其氣相返回塔內(nèi)作為氣相回流,而其液相那么作為塔底產(chǎn)品采出.多為別離苯一甲苯混合物.對于二元混合物的別離,應采用連續(xù)精鏘流程.設計中采用泡點進料,將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精鏘塔內(nèi).塔頂上升蒸汽采用全凝

8、器冷凝,冷凝液在泡點下一局部回流至塔內(nèi),其余局部經(jīng)冷卻器冷卻后送至儲罐.該物系屬易別離物系,最小回流比擬小,取操作回流比為最小回流比的2倍.塔釜采用間接蒸汽加熱塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐.冷厥器一塔頂產(chǎn)門或7令屣力:曲比泌JLmL伶酸7KW回流建料講加熱水恭汽冷豌水7塔底產(chǎn)品圖1篩板精飾塔操作流程圖3.精儲塔的工藝計算3.1原料及塔頂塔底產(chǎn)品的摩爾分率苯的摩爾質量:孫=78.1lkgkmoL甲苯的摩爾質量：=92.13kg-kmol-1_0.56/78.11x"-0.56/78.11+0.44/92.13=0.6000.985/78.110.985/78.11+0.015/92.13=

9、0.987X,0.015/78.11-0.015/78.11+0.985/92.13=0.0183.2原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質量=0.600x78.11+(1-0.600)x92.13=83.72kg-kmolMn=0.987x78.11+(1-0.987)x92.12=78.29kgkmolMw=0.018x78.11+(1-0.018)x92.13=91.88kgkmoL3. 3物料衡算原料液處理：F=142S?,71=170.64kmol-h-'83.72總物料衡算：170.64=O+W苯物料衡算：170.64x0.6=0.987.+0.018W聯(lián)立解得:D=102.4

10、9kmolh_1W=68.15kmolh4精館塔塔板數(shù)確實定4.1理論塔板數(shù)M苯一甲苯屬理想物系,可采用圖解法求理論塔板數(shù).繪制苯-甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)繪制x-y圖,如下:表1苯-甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)表0.050.500.650.92苯(x)00.1550.2560.3768893甲苯0.120.30.450.50.70.900.830(y)80439620224. 2最小回流比及操作回流比采用作圖法求最小回流比.在圖4-2中對角線上,自點e(0.6,0.6)作垂線ed即為進料線(q線),該線于平衡線的交點坐標為yq=0.786xq=0.6故最小回流比為操作回流比為R=2&“n=2

11、.164.3精儲塔的氣、液相負荷精鐳段:液相負荷:L=RO=2.16x102.49=221.38kmolh_1氣相負荷:V=(R+1).=(2.16+1)x102.49=323.87kmolh提福段:液相負荷:C=221.38+170.64=392.02kmolh-1氣相負荷:Vf=V=323.87kmolh_11.1 4操作線方程精播段操作線為X.=0.68xn+0.457R1xn+R+lR+1提儲段操作線方程為Wyn.=xnxw=1.21xn-0.004n+,L+qF-VVmL+qF-VV"m4.5 圖解法求理論塔板數(shù)采用圖解法求理論板數(shù),如圖1所示.求解結果為：總理論板層數(shù):N

12、=14.2包括再沸器進料板位置:N"74.6 實際板層數(shù)精微段實際板層數(shù):N楮=6/0.61今10提儲段實際板層數(shù):N提二(14.2-7)/0.6112所以實際板層數(shù):N實=心+=22塊5,精儲塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)5.1操作壓力塔頂壓力:片=4+101.3=105.3kPa每層塔板壓降AP=O.7kPa塔底壓力:%=105.3+22x0.7=120.7kPa進料板壓力與=105.3+10x0.7=112.3kPa精儲段平均壓力：Pn=(105.3+112.3)/2=108.8kPa提一段平均壓力:%=<120.7+112.3)/2=U6.5kPa5. 2操作溫度山內(nèi)插法求

13、塔頂溫度：%=80.89進料板溫度：t=88.82C塔底溫度：%=11.36所以精鐳段平均溫度：出(j+*)/2=&)&¥&2=84.86c提鐳段平均溫度：=詈=99.59.5.3平均摩爾質量531塔頂平均摩爾質量由x產(chǎn)y產(chǎn)0.987,查平衡曲線,得5=0.971塔頂氣相平均摩爾質量為=0.987x78.11+(1-0.987)x92.13=78.29kg-kmoP1塔頂液相平均摩爾質量為/>m=0.971x78.1l+(l-0.971)x92.13=77.60ke,kmol"進料板氣相平均摩爾質量為由圖知外=0.769xF=0.575M/Z;

14、nl=0.769x78.11+(1-0.769)x92.13=81.35kg-kmol-1進料板液相平均摩爾質量為=0.575x78.11+(l-0.575)x92.13=84.07kgkmoL同理得:Mwm=91.88kg-kmol"M/lVm=92.02kg-kmol-15.3.2平均摩爾質量精微段;氣相平均摩爾質量為(78.29+81.35)/2=79.82kg-kmoP1液相平均摩爾質量為(77.60+84.07)/2=80.84kgkmoL提儲段:M；.m=86.62kg-kmor'M；m=88.05kgkmor15.4平均密度5.4. 1氣相平均密度山理想氣體狀態(tài)

15、方程計算,即=2.92kg-m108.9x79.828.314x(84.86+273.15)戊m=今落3.26kg.m-31m5. 4.2液相平均密度液相平均密度依下式計算,即1PLm=11Ps+ObIPui塔頂液相密度的計算由=80.89：.,內(nèi)插法得pzl=814.0kg-m=809.1kgm10.9850.015=1Pu)m814.0809.1=Anm=813.9kgm"進料板液相平均密度計算由t=88.82,C,得p、=805.1kgm_3Pr=801.3kgm進料板液相的質量分率0.575八a.=0.54040.575x78.11+(1-0.575)x92.131_0.54

16、,0.46Puz-8051801.3=0"=803.3kgm-3精鐳段液相平均密度為Ph】=813.9+803.32=808.6kg-m-'同理提鐳段液相平均密度為=7916kgM35.5液體平均外表張力液體平均外表張力依下式計算,即Xi55.5.1塔頂液相平均外表張力由%=80.89.,得aA=21.16m-m-1<jb=20.72mNm-1=0.987x21.16+(1-0.987)x21.59=21.17m/V-m552進料板液相平均外表張力由tr=88,82,C得=20.72W=20.21?加=0.575x20.21+(1-0.575)x20.72=20.43m

17、Nm"精健段液相平均外表張力為21.17+20.43=2080nW,nrl/jno同理得:提鐳段液相平均外表張力為(jUn=19.42?N尸5.6液體平均黏度液體平均黏度依下式計算,即愴八二ZxJg從r-l5.6.1塔頂液相平均黏度由t=80.89C,得/4=0.305mPa-s/=0.309mPa-slg/zWm=0.987xlgO.3O5+(1-0.987)xlg0.309=>=0.305mPa-s3.6.進料板液相平均黏度由=88.82,C,得/t=0.285mPa-/=0.290niPa-1g/Wm=0.575xlg0.285+(1-0.575)xlg0.290=>

18、;/)in=0.287mPa-精像段液相平均黏度為0.305+0.287八“口=0.296mPa-s6.精儲塔的塔體工藝尺寸6.1 塔徑6.1.1 精儲塔的氣、液相體積流速分別為“VMVm228.97x79.82一3,V=1.739m3s"'3600批3600x2.92同理得提鐲段匕=l.690RLL.=0.0062m3空塔氣速是指在沒有塔板和液體的空塔中的流動速度,可定性反映氣流在穿越塔板數(shù)及液層時的速度.在流量一定的條件下,空塔氣速越大,那么氣流穿越塔板的速度越快,塔徑越小,氣液兩相的接觸時間越短,板效率越低,所需的塔板數(shù)越多,同時易發(fā)生過量液沫夾帶等不正常操作現(xiàn)象；反之

19、亦然.因此,操作空塔氣速必須合理確定.由"max二CCq(獷C烝汽負荷因子,八s-液相密度,kgm%-氣相密度,kg力產(chǎn)式中C由上式計算淇中的C?.由史密斯關聯(lián)查圖可知自發(fā)k蹩鼠鬻就)=.6"取板間距凡=0.4m,板上液層高度%=0.061,那么Ht-hz=0.34m6.2.1精儲塔塔徑)°2=0.0736查史密斯關聯(lián)圖得,精鐳段C)°=0.073808.6-2.92=1.228ms12.92取平安系數(shù)為0.75,那么空塔氣速為u=0.75u20.75xl.228=0.921m.所以精播塔的塔徑為D二±=1.55m0.921按標準塔徑圓整為D=

20、1.6m6.3實際空塔氣速塔的截面積為Ar=-D2=2.010m2/4實際空塔氣速為V1739u=0.865m'sj&2.010同理得:萼=0.841?一2.0106.4精儲塔有效高度6.4.1 精儲段有效高度Z為二(N.-1)Hr=(10-l)x0.4=3.6mWfFJI642提飾段有效高度Zk=(N出-1)Hr=(12-1)x0.4=4.4m在進料板上方開一入口,其高度為0.7m故精鐳塔的有效高度為:Z=4+Zw+0.7=8.7m7.塔板主要工藝尺寸的設計7.1溢流裝置為提升傳熱和傳質的效果,降低液面落差,減少傾向性的可能行,液體在塔板上常采用不同的溢流方式.主要有單溢流,

21、雙溢流,階梯溢流,u型流等幾種形式.確切的選擇方式見下表:表2液體負荷與溢流類型表液體流量(m'.hT)塔徑/mmU型流單溢流雙溢流階梯溢流1000<7<451400<9<702000<11<90901603000<11<1101102002003004000<11<110110-2302303505000<11<1101102502504006000<11<11011.250250450因塔徑D=L6m,可選用單溢流弓形降液管,采用凹形受液盤.各項設計如下：7. 1.1堰長是維持板上液位,保證兩相接觸

22、時間的裝置,一般有平堰與齒堰兩種,多采平堰?。簂w=0.752)=0.75x1.6=1.2m7.L2溢流裝置高度由:hw=h%選用平直堰,堰上液層高度h°w由下式計算,即0W2.841000近似取£=1,那么2.84,0.0043x3600,73一how=xlx(嚴=0.017m10001.2同理得:力=0.023/Z»取板上清液層高度：ht=0.06/7/=60mm故:h.=0.06-0.017=0.043/h同理得：hw=hL-how=0.031m7.1.3弓形降液管寬度叱和截面積A,由:.方DAfW,=0.1242=0.171ArD故：4=0.1244=0.

23、0963m2Wd=0.171D=1.6X0.171=0.165m依下式計算液體在降液管中的停留時間,即0=36OOA,%3600x0.0963x0.40.043x3600=8.96s>5s0=6.215>5s故降液管設計合理.假設不滿足,那么需通過加大板間距及他竟的方法解決.7.1. .4降液管底隙高度力.h=一L-3600/.?。篒%=0.10m/s那么：%=0.018m0.0043x36003600x1.2x0.20/?h=0.043-0.018=0.025>0.006/?/同理得：ho=0.025？hw-ho=0.037-0.025=0,012m>0.06m故降液

24、管底隙高度設計合理.選用凹形受溢盤,深度:/1=50o7.2. 板布置7.3. 1塔板的分塊因故塔板采用分塊式.查表7-4得,塔板分為4塊.分塊式塔板即降液管區(qū)以外的局部是由假設干塊鋼板組裝而成,裝焊與塔體內(nèi)壁的塔板支撐上,塔身為焊制整體圓筒,不分節(jié).塔徑/mm800-12001400-16001800200022002400塔板分塊數(shù)34567.4. 2邊緣區(qū)的寬度開孑L區(qū)面積W產(chǎn)=9miri,We=O.O5m=5Omm7.5. 3開孔區(qū)面積開孔區(qū)面積4按下式計算,即4=2(x7kF-X2+sin"1180其中：X=2一(叱+1紇)="一(0.165+0.91)=0.54

25、4"22r=2叱=-0.050=0.750/?22故:“2嘩或.工+出能維47.7.2.4篩孔計算及排列苯-甲苯物系無腐蝕性,可選用5=3?加碳鋼板,取篩孔直徑".=5o篩孔按正三角形排列,取孔中央距t為t=3d.=15mm篩孔數(shù)目n為-詈個開孔率為)2=10.1%.二&x100%=0.907(%尸=0.907(邛A.t0.015氣體通過篩孔的氣速為40.101x1.4748.篩板的流體力學驗算8. L1干板阻力兒干板阻力力由下式計算,即4=0.05心勺,Pl由d./6=5/3=1.667,查手冊可知,0=0.772故：h=0.051xx=0.0424/Z液柱

26、9;808.60.7724=0.0481/液柱8.1.2液體通過液層的阻力九氣體通過液層的阻力由下式計算,即=3"1.739一4-2.010-0.0963=0.909ms7用=u,疝=0.909x798=1.57依sm"2T查手冊,得/7=0.56.故:九=phL=HL-.=056x0.043+0.017=0.0336？液柱同理得：%=0.883次I=L59Ag"2s.m"2iA=0.54h=0.0324/h液柱8.1. 3液體外表張力的阻力心液體外表張力所產(chǎn)生的阻力按下式計算,即=0.0021/7?液柱4弓_4x20.80x10-3Pig".

27、808.6x9.81x0.005氣體通過每層塔板的液柱高度與可按下式計算,即萬0=4+4+九=0.0817液柱氣體通過每層塔板的壓降為Pp=hp0g=0.08lx808.6x9.81=0.643<67kPa設計允許值兒=0.0020？液柱=0.083？液柱=0.645/<O.lkPa設計允許8 .2液面落差對于本篩板精偏塔,液面落差小,且本塔的塔徑和液流量不大,所以可忽略液面落差的影響.8.3 液沫夾帶液沫夾帶量由下式計算,即_5,7x10-4ev-aht-hf=2.5hL故.“=5.7x1.-10.909產(chǎn)'20.80x10-30.4-2.5x0.06=0.017總液/k

28、g氣v0.1伏g液/kg氣故在本設計中液沫夾帶量與在允許范圍內(nèi).同理得:&=0.016依液/kg氣0.1依液/kg氣8.4 漏液對篩板塔,漏液點氣速omn可由下式計算,即o.mm=4.4.J0.0056+0.134一小登=4.4x0.772J0.0056+0.13x0.06-0.0021迎出V2.92=6.009/?.y"1實際孔速：.=11.68m.>6.009w5-1.皿n=4327加穩(wěn)定系數(shù)為“0=11.68/?>4.327/7/sik=2.69>1.5故在本設計中無明顯漏液.8.5 液泛為預防塔內(nèi)發(fā)生液泛,降液管內(nèi)液層高度應服從下述關系,即Hd<

29、;<p(HT+Hw)苯-甲苯物系屬一般無系,取cp=0.5,那么夕(凡.+H“,)=0.5(0.40-0.043)=0.178m液柱p(H7+H；)=0.5(0.40一0.037)=0.182m液柱而:H.=%+%+/采用凹形液盤,一般不設進口堰,儲可由下式計算,即=0.153(u0尸=0.153x0.22=0.006,H.=0.081+0.06+0.006=0.093/n液柱hd=0.006/n液柱Hd=0.083+0.006+0.006=0.095<0.182用液柱故本設計中不會發(fā)生漏液現(xiàn)象.9 ,塔板負荷性能圖為保證設計出的篩板塔具有可操作性,這就要求有一定的可調(diào)節(jié)范圍.即在

30、保證不發(fā)生異?，F(xiàn)象的前提下,要允許流量在一定范圍內(nèi)波動.將允許的最高氣量與最低氣量的比值稱操作彈性.顯然,操作彈性越大,那么塔的課調(diào)節(jié)范圍越寬,可操作性越強.工程上規(guī)定,一設計合理的篩板塔,其操作彈性應介于34之間.9.3 漏液線精儲段：由:km_匕min“O.min-744=兒+%=E華產(chǎn)Vmin=4.4C(A/O.OO56+0.13"+荒風(嚴卜%?1UUU4V1UUUL、py=4.4x0.772x0.101xl.474xJ0.0056+0.130.043+注>(3600x4產(chǎn)3.胃.?igglfV10001.22.92整理得:Vnun=8.427o.OO91+0.077L

31、2/3在操作范圍內(nèi),任取幾個4值,依上式計算出匕值,計算結果列于表表4.表4精錨段漏液線數(shù)據(jù)表4m3.s"0.0020.0030.0040.005匕0.8760.8910.9050.917山上表數(shù)據(jù)即可做出漏液線lo提微段：匕.皿=7.88084+0.077中表5提循段漏液線數(shù)據(jù)表0.0020.0030.0040.005匕,加0.7730.7880.8010.813山上表數(shù)據(jù)即可做出漏液線1,9.4 液沫夾帶線精儲段：以0=0.1依液/kg氣為限,求匕一&關系如下:5.7X1CT6兒.=0.043當xlx(210001.2)2/3=0.59L/3,hhf=2.5%=2.5(h

32、“+h-)故：A=0.108+1.5L2/3JxHT-hf=0.4-(0.108+1.5L2/3)=0.293-1.5L273=5.7x10"0.523V,產(chǎn)=0.'20.80xlO-30.293-1.5Lv2Z3整理得：Vv=3.54-18.12Lv2/3在操作范圍內(nèi),任取幾個值,依上式計算出處值,計算結果列于下表表6精懦段液沫夾帶數(shù)據(jù)表a0.0020.0030.0040.005匕,兒廣|3.2543.1633.0833.010由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線5o提儲段：V,'=3.63-17.7442/3表7提飾段液沫夾帶數(shù)據(jù)表4,mW0.0020.0030.0040

33、.0053.3483.2613.1833.111山上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線2.1.1 3液相負荷下限線對于平直堰,取堰上液層高度hoLO.OO6m作為最小液負荷標準得2荒,啥嚴"5叫*.006取：石=1,那么0.006XJ000螫=.3八5m2.8產(chǎn)3600據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線3.9.4 液相負荷上限線以.=5$作為液體在降液管中停留時間的下限,由式可得A.Ht0=-LL=5L二以二00963x0.4.fw,oRL據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷上限線4o9.5 液泛線精鐳段:由:4=hp+%+bdI*=hc+%+hah】=phL聯(lián)立得:(p=(Q+1

34、)%+hc+ha+hd0.0020.0030.0040.005匕nd.J3.2173.1573.1023.045山上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5.提儲段：V；2=10.19-10692L/-57.23L/3表9提飾段液泛線數(shù)據(jù)表4,m3r10.0020.0030.0040.005Vsm3-s-,3.0402.9842.9292.872山上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5,根據(jù)以上各線方程,可作出篩板塔的負荷性能圖,如圖4所示.圖4精微段負荷性能查該圖得匕a=2.910RV=0.834w-5-'5.nun故操作彈性為31=22=3,489匕a0-8344圖5提馀段負荷性能圖查該圖得匕a=2.62(W匕.

35、=0769加S-I故操作彈性為V.-=3.41La1.板式塔常見附件10.1 進料罐線管徑選擇原料液流速：U=08管直徑：產(chǎn)尸加產(chǎn)而0007457FNmiFV3.14x0.8查表取076x4mm10.1. 1回流管采用直管回流管,取1.6ms,=JI=J±S2竺=0.58?ymiRv3.14x1.6查表取.76x4mm1 0.1.2釜液出料管：江如、玄如rWM48.19x91.88-31體積流率:L=5.66h1Pm781.25取管內(nèi)流速為:%=0.8g5,直徑為:z做/3600(22.64/3600=-=J=0.05/?/“N加qV3.14x0.8查表取57x3.5mm10.1.3

36、塔頂蒸汽出料管體積流量：匕=1.739?,取管內(nèi)流速：=15%5,那么生當二.38?3.14x15查表取456x12mm10.1.4加熱管體積流量：匕=1.727、取管內(nèi)流速為:=13,環(huán)/4xl.72n/11d=I-=J=0.41/nV叫V3.14xl3查表取.456x12mm10. 1.5冷凝器那么:4=,一/】=80.89-20=60.89CM=fD-f2=80.89-30=50.89C55.74CZ_一%_H)wInQ/維)ln(60.89/50.89)由：j=80.89：C得：4=393.42K/kg又氣體流量匕=L739療.J塔頂被冷凝量：q=Vpv,n=1.739x2.92=5.

37、077.<1冷凝的熱量：Q=qy=5.077x393.42=1997.39kg-s-1聯(lián)傳熱系數(shù)：K=600W(nrk)-1那么傳熱面積：A二號二黑黑白59行冷凝水流量:w=一-=199739=41.35kgs"Cp(trt2)4.83x1010.1.6再沸器塔底溫度4=110.36：C用/.=135C的蒸汽,釜液出口溫度乙=112C那么:Ar1=r0-rlv=135-110.36=24.64CA.=%0=135112=23CA/j-Z?ln(M/A%)24.64-23ln(24.64/23)=23.8IC由tw=110.36C查液體比熱汽化共線圖得心二370.25X7,kg-

38、1又氣體流量:匕=1.72兒塔頂被冷凝量：q=Vpvm=1.72x3.2=5.504.A'"1冷凝的熱量:.=5.504x370.25=2037.856kg-s-1取傳熱系數(shù):K=600W(m2-)那么傳熱面積:A二急2037.856x1()3600x23.81=142.64m2加熱蒸汽量:W=QCP(t0-t|)2037.8564.83x23=18.34kg-s-111.附屬設備板式塔內(nèi)裝有塔板降液管各物流的進出口管及人孔手孔基座除沫器附屬裝置.除一般塔板按設計板間距安裝外,其他處根據(jù)需要決定其間距.11. 1塔頂空間塔頂空間指塔內(nèi)最上層板與塔頂?shù)拈g距.為利于出塔氣體夾帶的

39、液滴沉降,此段遠高于板間距甚至高出一倍以上,本塔塔頂空間?。篐.=0.8/1 1.2塔底空間.塔底空間指塔內(nèi)最下層塔底間距.其值有以下兩個因素決定.塔底駐液空間依貯存液量停留35min或更長時間而定.塔底頁面至最下層塔板之間有12m的間距,大塔可大于此值.本塔?。嚎?；x60-V；-5x60x0.0085-1.72H,.=+1.2=+1.2=1.6mBAr2.0111.3人孔一般每隔68層塔板設計一人孔.設孔處的板間距等于或大于600mm、人孔直徑一般為450500mm,其伸出塔體的筒體長為200-250mm,人孔中央距操作平臺約8001200mm.本塔每7塊塔板設一人孔,共三個,即:=311

40、.4塔高%N+3x0.9=10.3mH=Hi+Hli+Hi：.+H+H,=10.3+1.61+1.5+0.44+0.8=14.65m12.設計篩板塔的主要結果匯總：序號工程數(shù)值1平均溫度tmrc84.862平均壓力Pn,/kpa108.83氣相流量匕/(n?.s*1.7394液相流量人/(1/,s-i)0.00435實際塔板數(shù)塊226塔的有效高度Z/m8.77塔徑m1.68板間距m0.49溢流形式單溢流10降液管形式弓形管11堰長m1.212堰高m0.04313板上液層高度m0.0614堰上液層高度m0.01715降液管底隙高度m0.02916安定區(qū)寬度m0.09117邊緣區(qū)寬度m0.0501

41、8開孔區(qū)面積nr1.47419篩孔數(shù)目個756720孔中央距m0.01521開孔率%10.122空塔氣速0.86523篩孔氣速加11.6824穩(wěn)定系數(shù)1.9425單板壓強kPa0.64326負荷上限液泛限制27負荷下限漏液限制液沫夾帶與280.017依液/依氣29氣相負荷上限m3.s-'2.9130氣相負荷下限畫貨0.83431弓形降液管W/m0.165弓形降液管截面積A,33精偏段操作彈性3.48934提儲段操作彈性3.410參考文獻口夏清,賈紹義化工原理第二版上冊和下冊M天津大學出版社,20122馬江權,冷一欣化工原理課程設計第二版M中國石油出版社,20213潘紅良過程設備與機械根底華東理工出版社,20064劉光啟,馬連湘,劉杰化學化工物性手冊有機卷化學工業(yè)出版社,2002設計評價本次課程設計通過給定的生產(chǎn)操作工藝條件自行設計一套苯一甲苯物系的