苯-甲苯二元物系浮閥精餾塔設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)吉林化工學(xué)院化 工 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 題目 苯-甲苯二元物系浮閥精餾塔設(shè)計(jì) 2013 年 06 月 11 日 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)目 錄摘摘 要要11 緒 論2設(shè)計(jì)方案地選擇 4第一張 塔板地工藝地計(jì)算61.1 主要基礎(chǔ)物性參數(shù)61.2 精餾塔實(shí)體塔板地計(jì)算71.2.1 精餾塔物料衡算71.2.2 理論塔板數(shù)地確定71.2.3 板效率地計(jì)算101.2.4 實(shí)際板數(shù)地確定11第二章 精餾塔主要工藝尺寸122.1 精餾塔地工藝條件及有關(guān)物性參數(shù)地計(jì)算122.1.1 操作壓力計(jì)算122.1.2 液相平均表面張力計(jì)算122.1.3

2、熱量衡算132.1.4 平均摩爾質(zhì)量衡算152.1.5 平均密度計(jì)算162.2 塔體工藝尺寸地計(jì)算182.2.1 精餾塔塔徑地計(jì)算182.2.2 精餾塔有效高度地計(jì)算192.3 塔板工藝尺寸地計(jì)算192.3.1 溢流裝置地設(shè)計(jì)192.3.2 浮閥布置設(shè)計(jì)202.3.3 浮閥板流體力學(xué)驗(yàn)算222.4 塔板負(fù)荷性能圖252.4.1 夜沫夾帶線地繪制252.4.2 液泛線地繪制252.4.3 漏液線地繪制262.4.4 液相負(fù)荷地下限線地繪制262.4.5 液相負(fù)荷地上限線地繪制272.4.6 小結(jié)28第三章 輔助設(shè)備及選型293.1 接管地計(jì)算293.1.1 進(jìn)料管地選擇293.1.2 回流管地選

3、擇293.1.3 釜底出口管路地選擇303.1.4 塔頂蒸汽管303.1.5 加料蒸汽管地選擇303.1.6 封頭地設(shè)計(jì)313.1.7 人孔地設(shè)計(jì)313.1.8 法蘭地設(shè)計(jì)313.1.9 裙座地計(jì)算313.2.0 塔釜設(shè)計(jì) 31第四章 塔高地設(shè)計(jì)324.1 塔總高度地計(jì)算32第五章 附屬設(shè)備計(jì)算335.1 冷凝器地選擇335.2 再沸器地選擇33精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)總結(jié)語(yǔ) 35主要符號(hào)說(shuō)明 36參考文獻(xiàn) 38化工原理課程設(shè)計(jì)教師評(píng)分表 39精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)摘摘 要要本次設(shè)計(jì)地浮閥塔是化工生產(chǎn)中主要地傳質(zhì)設(shè)備.此設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系地精餾問(wèn)題進(jìn)行分析、

4、計(jì)算、核算、繪圖，是較完整地精餾設(shè)計(jì)過(guò)程，該設(shè)計(jì)方法被工程技術(shù)人員廣泛地采用.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴(lài)。本文設(shè)計(jì)了浮閥精餾塔及其附屬元件地尺寸、管線路線地鋪設(shè)，并對(duì)摩爾分?jǐn)?shù)為 0.45地苯甲苯二元溶液進(jìn)行精餾過(guò)程，其中塔頂使用全凝器，部分回流.按逐板計(jì)算理論板數(shù)為 15.由平均粘度得到全塔效率為 50%，從而得到了塔地精餾段實(shí)際板數(shù)為 14 塊，提餾段實(shí)際板數(shù)為 15.實(shí)際加料位置在第 15 塊板.確定了塔地主要工藝尺寸，塔板采用單溢流弓型降液管齒型堰如塔徑 1.0 米等.且經(jīng)過(guò)液泛線，漏液線，液相負(fù)荷上限，液相負(fù)荷下限地校核，確定了操作點(diǎn)符合操作要求.精餾段地操作彈

5、性為 4.77，提餾段地操作彈性為 4.27，符合操作要求.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。關(guān)鍵詞： 苯 甲苯 精餾塔 浮閥 操作彈性緒 論精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)1.1.精餾塔概述精餾塔概述精餾塔（fractionating column）是進(jìn)行精餾地一種塔式汽液接觸裝置，又稱(chēng)為蒸餾塔.有板式塔與填料塔兩種主要類(lèi)型.根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。關(guān)于各種類(lèi)型塔板地介紹主要地塔板型式有：泡罩塔板；浮閥塔板；篩孔塔板；舌形塔板（斜孔塔板） ；網(wǎng)孔塔板；垂直浮閥；多降液管塔板；林德浮閥；無(wú)溢流塔

6、板.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。 泡罩塔板泡罩塔板地氣體通道是由升氣管和泡罩構(gòu)成地.升氣管是泡罩塔區(qū)別于其它塔板地主要結(jié)構(gòu)特征.這種結(jié)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，制造成本高，而且氣體通道曲折多變、干板壓降達(dá)、液泛氣速低、生產(chǎn)能力小. 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。 浮閥塔板 浮閥塔板是對(duì)泡罩塔板地改進(jìn)，取消了升氣管，在塔板開(kāi)孔上訪設(shè)置了浮閥，浮閥可根據(jù)氣體地流量自行調(diào)節(jié)開(kāi)度.氣量較小時(shí)可避免過(guò)多地漏液，氣量較大時(shí)可使氣速不致過(guò)高，降低了壓降.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途謀蕎摶篋飆鐸懟類(lèi)蔣薔。 篩孔塔板 篩孔塔板是最簡(jiǎn)單地塔板，造價(jià)低廉，只要設(shè)計(jì)合理，其操

7、作彈性是可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要地，目前已成為應(yīng)用最為廣泛地一種板型.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。 舌形塔板 舌形塔板是為了防止過(guò)量液沫夾帶而設(shè)計(jì)地一種塔型，由舌孔噴出地氣流方向近于水平，產(chǎn)生地液滴幾乎不具有向上地初速度.同時(shí)從舌孔噴出地氣流，通過(guò)動(dòng)量傳遞推動(dòng)液體流動(dòng)，降低了板上液層厚度和塔板壓降. 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。 網(wǎng)孔塔板 網(wǎng)孔塔板采用沖有傾斜開(kāi)孔地薄板制造，具有舌形塔板地特點(diǎn)，并易于加工. 垂直浮閥 垂直浮閥是在塔板上開(kāi)有若干直徑為 100-200mm 地大圓孔，孔上設(shè)置圓柱形泡罩，泡罩下緣于塔板有一定地間隙，泡罩側(cè)壁開(kāi)有許多篩孔.氣流

8、噴射方向是水平地，液滴在垂直方向地初速度為零，液沫夾帶量很小. 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴(lài)。 多降液管塔板 在普通浮閥上設(shè)置多根降液管以適應(yīng)大液體量地要求，降液管為懸掛式. 林德浮閥 林德浮閥是專(zhuān)為真空精餾設(shè)計(jì)地高效低壓降塔板，在整個(gè)浮閥上布置一定數(shù)量地導(dǎo)向斜孔，并在塔板入口處設(shè)置鼓泡促進(jìn)裝置.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。 無(wú)溢流塔板 無(wú)溢流塔板是一種簡(jiǎn)易塔板，只是一塊均勻開(kāi)有一定縫隙或篩孔地圓形平板，無(wú)降液精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉.2.2.儀器地選用儀器地選用篩板精餾塔是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)

9、用地汽液傳質(zhì)設(shè)備.它地結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是塔板上開(kāi)有許多均勻地小孔.根據(jù)孔徑地大小，分為小孔徑篩板和大孔徑篩板兩類(lèi).工業(yè)上以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場(chǎng)合（如分離難度大、易結(jié)焦地物系）.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。篩板地優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力較大，氣體分散均勻，傳質(zhì)效率較高.合理地設(shè)計(jì)和適當(dāng)?shù)夭僮髂軡M(mǎn)足要求地操作彈性，而且效率高. 篩板塔制造維修方便，相同條件下生產(chǎn)能力比泡罩塔高 10%15%，板效率亦約高 10%15%，而每板壓力降則低 30%左右，適用于真空蒸餾；塔板效率較高，但稍低于浮閥塔.具有較高地操作彈性，但稍低于泡罩

10、塔.其缺點(diǎn)是小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理臟地、粘性大地和帶固體粒子地料液.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。飽和蒸汽產(chǎn)品采出塔底物料采出進(jìn)料精餾框架簡(jiǎn)圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)第 1 章 設(shè) 計(jì) 方 案1.1 裝置流程地確定 蒸餾裝置包括精餾塔，原料預(yù)熱器，蒸餾釜（再沸器） ，冷凝器，釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè).按過(guò)程按操作方式地不同，分為聯(lián)組整流和間歇蒸餾兩種流程.連續(xù)蒸餾有生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中以連續(xù)蒸餾為主.間歇蒸餾具有操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適合于小規(guī)模，多品種或多組分物系地初步分離.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途鐃誅臥瀉噦圣騁

11、貺頂廡。 蒸餾通過(guò)物料在塔內(nèi)地多次部分汽化與多次部分冷凝實(shí)現(xiàn)分離，熱量自塔釜輸入，由冷凝器中地冷卻質(zhì) 將余熱帶走.在此過(guò)程中，熱能利用率很低，為此，在確定裝置流程時(shí)應(yīng)考慮余熱地利用.譬如，用余料作為塔頂產(chǎn)品（或釜液產(chǎn)品）冷卻器地冷卻介質(zhì)，既可以將原料預(yù)熱，又可以節(jié)約冷卻質(zhì).資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。 另外，為保持塔地操作穩(wěn)定性，流程中除用泵這節(jié)送入塔原料外也可以用高位槽送料，以免受泵操作波動(dòng)地影響. 塔頂冷凝裝置可采用全冷凝器，分冷凝器兩種不同地設(shè)置.甲醇和水不反應(yīng)，且容易冷凝，故使用全凝器，用水冷凝.塔頂出來(lái)地氣體溫度不高，冷凝后回流液和產(chǎn)品溫度不高，無(wú)需進(jìn)一步冷卻

12、，此次分離也是希望得到甲醇，選用全凝器符合要求.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。 總之，確定流程時(shí)要較全面，合理地兼顧設(shè)備，操作費(fèi)用，操作控制及安全諸因素.1.2 操作壓力地選擇 蒸餾過(guò)程中按操作壓力不同，分為常壓蒸餾，減壓蒸餾和加壓蒸餾.一般地，除熱明性物系，凡通過(guò)常壓蒸餾能夠?qū)崿F(xiàn)分離要求，并能用江河水或循環(huán)水將餾出物冷凝下來(lái)地物系，都能采用常壓蒸餾；對(duì)熱敏性物系或者混合物泡點(diǎn)過(guò)高地物系，則宜采用減壓蒸餾；對(duì)常壓下餾出物冷凝溫度過(guò)低地物系，需提高塔壓或者采用深井水，冷凍鹽水作為冷卻劑；而常壓下呈氣態(tài)地物系必須采用加壓蒸餾.甲苯和苯在常壓下就能夠分離出來(lái)，所以本實(shí)驗(yàn)在常壓下

13、操作就可以.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。1.3 進(jìn)料狀況地選擇 進(jìn)料狀況一般有冷液進(jìn)料，泡點(diǎn)進(jìn)料.對(duì)于冷液進(jìn)料，當(dāng)組成一定時(shí)，流量一定對(duì)分離有利，節(jié)省加熱費(fèi)用.采用泡點(diǎn)進(jìn)料不僅對(duì)穩(wěn)定操作較為方便，且不受季節(jié)溫精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)度影響.綜合考慮，設(shè)計(jì)上采用泡點(diǎn)進(jìn)料.泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，基于恒摩爾流假定，精餾段和提餾段上升蒸汽地摩爾流量相等，故精餾段和提餾段塔徑基本相等，制造上較為方便.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。1.4 加熱方式地選擇 加熱方式可分為直接蒸汽和間接蒸汽加熱.直接蒸汽加熱直接由塔底進(jìn)入塔內(nèi).由于重組分是水，故省略加熱裝

14、置.但在一定地回流比條件下，塔底蒸汽回流液有稀釋作用，使理論板數(shù)增加，費(fèi)用增加.間接蒸汽加熱使通過(guò)加熱器使釡液部分汽化.上升蒸汽回流下來(lái)地冷液進(jìn)行傳質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是釜液部分汽化，維持原來(lái)地濃度，以減少理論塔板數(shù)，其缺點(diǎn)是增加加熱裝置.本設(shè)計(jì)塔釡采用間接加熱蒸汽，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途買(mǎi)鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。 1.5 回流比地選擇 回流方式可分為重力回流和強(qiáng)制回流.對(duì)于小型塔，回流冷凝器一般安裝在塔頂.其優(yōu)點(diǎn)是回流冷凝器無(wú)需支持結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是回流冷凝器回流控制較.如果需要較高地塔頂處理或塔板數(shù)較多時(shí)，回流冷凝器不宜安裝在塔頂.因?yàn)樗斃淠鞑灰寻惭b，檢修和清理.在這種

15、情況下，可采用強(qiáng)制回流，塔頂上蒸汽采用冷凝器冷卻以冷回流流入塔中.由于本次設(shè)計(jì)為小型塔，故采用重力回流.本設(shè)計(jì)物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比卻最小回流比地 1.5 倍.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)第一章 塔板地工藝地計(jì)算1.1 主要基礎(chǔ)物性參數(shù)表 11 苯和甲苯地物理性質(zhì)項(xiàng)目分子式分子量沸點(diǎn)臨界溫度臨界壓強(qiáng)苯 AC6H678.1180.1288.54833.2甲苯 BC6H5CH392.13110.6318.574107.7 表 12 液相密度 kg/m3溫度8090100110120A815803.9792.5

16、780.3768.9B810800.2790.3780.3770.0 表 13 表面張力 mN/m溫度8090100110120A21.2720.0618.8517.6616.49B21.6920.5919.9418.4117.31表 14 粘度 LmPa溫度8090100110120A0.3080.2790.2550.2330.215B0.3110.2860.2640.2540.228精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) 表 15 汽化熱 kJ/kg溫度8090100110120A394.1386.9379.3371.5363.2B379.9373.8367.6361.2354.61.

17、2 精餾塔實(shí)際塔板地計(jì)算1.2.1 精餾塔物料衡算加料量：F=125Kmol/h 原料組成:XF=0.45 塔頂組成：XD=0.98 塔底組成:XW=0.03資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂(yōu)錦。 總物料衡算 D+W=125 輕組分(苯)物料衡算 1250.45=0.98D+0.03W 聯(lián)立兩式可解得 D=55.26kmol/h W=69.74kmol/h平均相對(duì)分子質(zhì)量:=78.110.45+92.141-0.45=85.82kmol FM=78.110.9892.14（1-0.98）=78.39kmol 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)DM用途貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。=78.110.

18、03+92.141-0.03)=91.12kmolWM故質(zhì)量流量：= D=4331.83hDDM =W=6354.71hWWM =F=10686.54hFFM質(zhì)量分率：=Dx9765. 014.92211.789811.7898 =Wx0255. 014.929711.78311.783 =,Fx45 78.110.409545 78.1155 理論塔板數(shù)地確定 1.最小回流比及操作回流比地計(jì)算 (1)相對(duì)揮發(fā)度地計(jì)算精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) 查表 3-21 得常壓下苯-甲苯氣液平衡組成與溫度關(guān)系如下表：利用表中數(shù)據(jù)由插值法可求得 tF,tD,tW 得:

19、 tD =80.480.21 80.6680.6699979897Dt XF=0.45 時(shí) 得 tF =92.69 XW =0.03 時(shí) 得 tW=108.792.相對(duì)揮發(fā)度m 地計(jì)算苯甲苯地飽和蒸汽壓可用安托因方程求解，即：Lg=A- 式中：t：物系溫度，單位： .：飽和蒸汽壓/Kpa，0pBtC0pA,B,C,Antoine 常數(shù)，見(jiàn)如下表 1-2：表 1-2組分ABC苯(A)6.0321206.35220.24甲苯(B)6.0781343.94219.58即：苯-甲苯地安托因方程分別為：oAoB1206.35lg6.032220.241343.94lg6.078219.58ptpt對(duì)于塔

20、頂：，則：80.4DtoA1206.35lg6.032104.7180.4220.241343.94lg6.07839.62880.41219.58oAooBBppKpappKpa104.722.64239.628oAoBpap頂同理塔底：，則：W109.18toA1206.35lg6.032232.273108.79220.241343.94lg6.07896.605108.79219.58oAooBBppKpappKpa 232.2732.40496.605oAoBpap底相對(duì)揮發(fā)度2.642 2.4042.52maaa頂?shù)讖亩玫较嗥胶夥匠?x= (1)(1)2.52 1.52yyyy精

21、選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)3.最小回流比地計(jì)算最小回流比地確定：min111.3711DDFFxxRxx操作回流比 R=1.5Rmin=2.05 4.精餾塔地氣、液相負(fù)荷精餾段 ：L=RD=2.0555.26=113.28kmol/hV=(R+1)D=(2.05+1)55.26=168.54kmol/h提餾段： 113.28+0.99125=237.03kmol/hqFLL168.54-0.01125=167.29 kmol/hFqVV) 1(5.操作線方程地計(jì)算精餾段操作線方程為： 提餾段操作線方程為：32. 067. 0111xRxxRRyDnn 012. 042. 11nw

22、nnxVWxxVLy6.精餾塔理論塔板地確定 由于塔頂是全凝器所以有10.98Dyx1110.95112.52 1.52yxy由精餾段操作線方程 y=0.67x+0.32 得 y2=0.9682由平衡線方程可得8987. 052. 152. 2222yyx同理可算出如下值：y3=0.9221;x3=0.8245y4=0.8724;x4=0.7323y5=0.8106;x5=0.6294y6=0.7414;x6=0.5326y7=0.6768;x7=0.4538y8=0.6240;x8=0.3971x所以第八塊為進(jìn)料板，以下交替使用提留操作線方程與相平衡方程 y9=0.5519;x9=0.328

23、3 y10=0.4542;x10=0.2482y11=0.3404;x11=0.1700 y12=0.2294;x12=0.1057精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)y13=0.1381;x13=0.0598y14=0.0729;x14=0.0303y15=0.0311;x15=0.0126800mm，故采用分塊塔板，查表地分為三塊.邊緣安定區(qū)寬度地確定取 WS=WS =0.10m WC=0.050m精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)浮閥數(shù)目，閥孔排列及塔板布置預(yù)選取發(fā)空功能因子 F0=12精餾段：0101127.07/2.88vFum s每層塔板上地浮閥數(shù)目22000.671

24、0.785 (0.039)7.074sVNd u個(gè) 222A2arcsin180pXx RXRR鼓泡面積 其中 R=D/2WC=1.0/20.05=0.45m x=D/2（Wd+WS）=1.0/20.151=0.349m 222120.34920.3490.450.349)0.45sin)1800.450.3779ppAAm（）（）提餾段：0101126.7937/3.12vFum s22000.567700.785 (0.039)6.79374sVNd u個(gè)2.3.3 浮閥板流體力學(xué)驗(yàn)算氣體通過(guò)浮閥塔板地靜壓頭降 hhhhlcf干板壓降 hc 1.825173.15.9/2.88ocUm s

25、因?yàn)?1oocUU 22117.072.885.345.340.04922 9.81807.4196ovcLUhmg板上漏層阻力 即塔板上含氣液層靜壓頭降選充氣因數(shù) 0=0.5=0.50.06=0.03mLh0lh液體表面張力造成地靜壓頭降對(duì)浮閥塔板，克服鼓泡時(shí)液體表面張力阻力很小，計(jì)算時(shí)一般可以忽略.h精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)所以氣體通過(guò)浮閥塔板地靜壓頭=0.049+0.03=0.079mhhhhlcf換算成單板壓降 Pf=hfg=0.079807.41969.81=625.742Pa700 Pa資料個(gè)人收集整L理，勿做商業(yè)用途恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。提餾段： 干板壓降 hc

26、 11.825273.15.63/3.12ocUm s因?yàn)?22oocUU 22225.633.125.345.340.034522 9.81780.964ovcLUhmg板上漏層阻力 即塔板上含氣液層靜壓頭降選充氣因數(shù) 0=0.5=0.50.06=0.03mLh0lh液體表面張力造成地靜壓頭降對(duì)浮閥塔板，克服鼓泡時(shí)液體表面張力阻力很小，計(jì)算時(shí)一般可以忽略.h所以氣體通過(guò)浮閥塔板地靜壓頭=0.0345+0.03=0.0645mhhhhlcf換算成單板壓降 Pf=hfg=0.0645780.9649.81=494.15Pa700 Pa資料個(gè)人收集整L理，勿做商業(yè)用途鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。1)降液

27、管液面高度地計(jì)算 單層氣體通過(guò)塔板地壓降相當(dāng)于液柱高度 hp1=0.084m 1液體通過(guò)降液管地靜壓頭降dh因不設(shè)進(jìn)口堰，所以可用式20153. 0hLLhwsd式中00.001404 ,0.7 ,0.025swlm lm hmm20.0014040.1530.00098480.7 0.025dhm 板上液層高度：hL=0.079m,hd1=0.079+0.+0.06=0.14m取=0.5，已選定 HT=0.40m,hw=0.049m ()0.5(0.400.049)0.2245TwHhm精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)從而可知，符合防止液泛地要求.)(wTdhHH（2）提餾段： 單

28、層氣體通過(guò)塔板地壓降相當(dāng)于液柱高度 hp2=0.0645m 1液體通過(guò)降液管地靜壓頭降dh因不設(shè)進(jìn)口堰，所以可用式20153. 0hLLhwsd式中00.0033 ,0.7 ,0.02773swlm lm hmm20.00330.1530.0044220.7 0.02773dhm 板上液層高度：hL=0.07m,10.0790.0044220.060.14340.5,0.40 ,0.0412DTwhmHm hm取已選定 ()0.5 (0.400.0412)0.2206TwHhm從而可知，符合防止液泛地要求)(wTdhHH2)液沫夾帶量計(jì)算Ve判斷液沫夾帶量是否在小于 10%地合理范圍內(nèi)，是通過(guò)

29、計(jì)算泛點(diǎn)率 F1 來(lái)完成地.泛點(diǎn)Ve%10036. 11pFLsGLGsAKcZLVF塔板上液體流程長(zhǎng)度21 2 0.1510.698LZDwdm 塔板上液流面積m220.7582 0.07380.6374pTfAAA 苯和甲苯混合液可按正常物系處理，取物性系數(shù) K 值，K=1.0,在從泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)圖中查得負(fù)荷因數(shù) CF=0.127,將以上數(shù)值 分別代入上式，得泛點(diǎn)率 F1 為資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。12.880.61.36 0.001404 0.698807.41962.88100%45.63%1 0.128 0.6374F精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)

30、業(yè)為避免霧沫夾帶過(guò)量，對(duì)于大塔，泛點(diǎn)需控制在 80%以下.從以上計(jì)算地結(jié)果可知，其泛點(diǎn)率都低于 80%，所以霧沫夾帶量能滿(mǎn)足0.1kg(液)/kg(干氣體)地要求.資料個(gè)人收集整理，勿做Ve商業(yè)用途閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。提餾段：取系數(shù) k=1.0,泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù) CF=0.131由以上23.120.5671.36 0.0033 0.698780.41963.12100%46.76%1 0.131 0.6374F計(jì)算可知，符合要求根據(jù)以上塔板地各項(xiàng)流體力學(xué)驗(yàn)算，可以認(rèn)為精餾段塔徑和各項(xiàng)工藝尺寸是合適地.2.4 塔板負(fù)荷性能圖2.4.1 液沫夾帶線地繪制液沫夾帶線上線時(shí)，ev=0.10Kg 液/Kg

31、 干氣，泛點(diǎn)是 80%.則有 = 1F%80%10036. 1pFLsVLVsAKCZLV（1）精餾段： 2.881.36 0.698807.41962.880.81.0 0.128 0.6374ssVL整理可得：1.09 15.87ssVL（2）提餾段：3.121.36 0.698780.9640 0.131 0.6374ssVL整理得：1.06 15.07ssVL2.4.2 液泛線地繪制當(dāng)降液管中泡沫總高度=（HT+）時(shí)將出現(xiàn)液沫dHwh ()pTwLdcdHhhhhhhlLh +h +h +由此確定液泛線精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)()TwHh22230

32、0036002.845.340.153121000vSSwLwwULLhgl hl（）而式中閥孔氣速 U0 與體積流量有如下關(guān)系.即NdVUS2004對(duì)于精餾段：222422.8880.22455.340.1533.140.03971 807.41969.8ssswVLL L 2232236002.840.15310.50.04910000.840.840.026SSLL（）解得液泛方程 22231.123700.689.4SSSVLL對(duì)于提餾段： 22443.1280.22065.343.140.03970780.96409.8sV 2232236002.840.1531 0.50.0412

33、0.70.0277310000.7SSLL（）解得液泛方程22231.01192606.328.145SSSVLL2.4.3 漏液線地繪制精餾段計(jì)算 取動(dòng)能因數(shù) F=5 110min223min00min5()2.946/2.883.14()()0.03971 2.9460.2497m /s0.644vsFum sVdNu提餾段計(jì)算210min223min00min5()2.8307/3.123.14()()0.03970 2.83070.2366m /s0.56744vsFum sVdNu精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)因此不會(huì)產(chǎn)生漏液現(xiàn)象 m3/s2.4.4 液相負(fù)荷地下限線地繪

34、制對(duì)于平直堰，取堰上液層高度=0.006m 作為最小液體符合標(biāo)準(zhǔn)owh=0.006owhwslLEmin3600100084. 223式中 E=1 323min0.006 10000.70.000597/2.84 13600sLms2.4.5 液相負(fù)荷地上限線地繪制液體地最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于 3-5 秒，液體在降液管中停留時(shí)間為 sLHAtsTf53以 t=5s 座為液體在降液管中停留時(shí)間地下限 3max0.738 0.400.005904/55fTsAHLms00.811.21.400.0010.0020.0030.0040.0050.0060.007系列

35、1系列2系列3系列4系列5系列6 圖表 1 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)00.811.200.0010.0020.0030.0040.0050.0060.007系列1系列2系列3系列4系列5系列6圖表 2 2.4.6 小結(jié)1.從塔板負(fù)荷性能圖中可看出，按生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定地氣相和液相流量所得到地操作點(diǎn) P 在適宜操作區(qū)地適中位置，說(shuō)明塔板設(shè)計(jì)合理.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。2.因?yàn)橐悍壕€在霧沫夾帶線地上方，所以塔板地氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液線控制.3.按固定地液氣比，從負(fù)荷性能圖中可查得精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax=1.0

36、5 m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin=0.22 m3/s，所以可得資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途釷鵒資贏車(chē)贖孫滅獅贅。maxmin1.054.770.22VsVs精餾段氣相負(fù)荷上限 Vsmax=1.00475 m3/s,氣相負(fù)荷下限 Vsmin=0.28 m3/s，所以可得資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫(huà)長(zhǎng)涼。maxmin0.944.270.22VsVs塔板地這一操作彈性在合理地范圍(35)之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計(jì)是合理地.精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)第三章 輔助設(shè)備及選型3.1 接管地計(jì)算與選擇3.1.1 進(jìn)料管地選擇進(jìn)料地質(zhì)量流率： hKgMFGLFmF/9

37、 .1106613.85130進(jìn)料地體積流率： hKgGLLFmFF/83.13則進(jìn)料管地直徑可由以下公式計(jì)算： FFFuLd36004式中：為料液在進(jìn)液管內(nèi)地流速，且取=1.6m/sFuFu則mmdF3 .556 . 114. 3360083.134同時(shí)設(shè)置兩個(gè)進(jìn)料管不同時(shí)間內(nèi)進(jìn)料，且每個(gè)進(jìn)料管地進(jìn)料量均為： hKgLF/85. 53.1.2 回流管地選擇冷凝器安裝在塔頂時(shí)，回流液在管道中地流速一般不能過(guò)高，否則冷凝器高度也要相應(yīng)提高. 即回流管設(shè)計(jì)如下：回流管地質(zhì)量流率： hkgMDGLDmD/636.452880.7847.57 2144.1482.633/814.4280DDLDmGL

38、Kg h回流管直徑依下式計(jì)算： DDDuLd36004式中：為液料在回流管內(nèi)地流速，且取=1.6m/sDuDudD=35.07mm 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)3.1.3 釜底出口管路地選擇釜底料液地質(zhì)量流量hKgMWGW/4516.665272.9153.72釜底料液地體積流量= WLhKgGLWmW/51. 85168.7814516.6652釜底出口管直徑依下式計(jì)算： wWWuLd36004式中：為液料在釜底出口管內(nèi)地流速，且取=1.6m/sDuwu 38.436 . 114. 3360051. 84Wd3.1.4 塔頂蒸汽管從塔頂至冷凝器地蒸汽管，尺寸必須適合，以免產(chǎn)生過(guò)

39、大壓降，特別在減壓過(guò)程中，過(guò)大壓降會(huì)影響塔地真空度.即塔頂蒸汽管設(shè)計(jì)如下：塔頂蒸汽管直徑依下式計(jì)算： TsTuVd4式中：為液料在塔頂蒸汽管內(nèi)地流速，且取=20m/s；TuTu 近似取為精餾段地體積流率，且=0.6.sVsVsm /3 4 0.60.1955195.53.14 20Tdmmm.5 加料蒸汽管地選擇加料蒸汽管地選擇加料蒸汽管直徑依下式計(jì)算：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) 4SVDu式中：為液料在塔頂蒸汽管內(nèi)地流速，且取=23m/s；uu 4 0.67760.1772177.23.14 23Dmmm.6 封頭封頭地設(shè)計(jì)地設(shè)計(jì)封頭分為橢圓形

40、封頭、蝶形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱(chēng)直徑D=1000mm，可查得曲面高 hl=250mm,直邊高度 h0=40mm，內(nèi)表面積 1.2096，容積2mV=0.1623資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉類(lèi)。3m3.1.7 人孔地設(shè)計(jì)人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔地唯一通道，人孔地設(shè)置應(yīng)便于人進(jìn)出任何一層塔板.由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過(guò)多會(huì)使制造時(shí)塔體地彎曲度難以達(dá)到要求，一般每隔 6-8 塊板開(kāi)設(shè)一個(gè)孔，本塔分別在第 8、14、21 塊板處（從上往下數(shù)）開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔，即可.在設(shè)置人孔處，每個(gè)人孔直徑為 450mm，板間距為 800mm，人孔深入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修

41、平，其邊緣需倒棱和磨圓.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。3.1.8 法蘭由于近似常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，帶頸平焊鋼管法蘭，由不同地公稱(chēng)直徑，選用相應(yīng)地法蘭.進(jìn)料管接管法蘭：DN15PN105HG20592-97回流管接管法蘭：DN15PN105HG20592-97塔底出料管法蘭：DN20PN105HG20592-97塔頂蒸汽管法蘭：DN150PN105HG20592-97塔釜蒸汽進(jìn)氣法蘭：DN150PN105HG20592-973.1.9 裙座塔底采用圓筒形桾座支撐.由于均作內(nèi)徑，故桾座壁厚取 16800mmmm基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：Dbi=(1400+2*16)-(0.

42、20.4)*1000=1032mm基礎(chǔ)環(huán)外徑：Db0=(1400+2*16)-(0.20.4)*1000=1832mm 圓整：DBI=1200mm,Dbo=2000mm;基礎(chǔ)環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取 18mm，考慮到再沸器，桾座高度取，地角螺栓直徑取資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。3m30M3.2.0 塔釜設(shè)計(jì)塔地底部空間高度是指塔底最末一層塔板到塔底下封頭切線地距離，釜液停留時(shí)間為 5min.裝料系統(tǒng) 0.5H=（tL60-R）/+0.6=(50.004260-0.142)/1.130+0.6=1.5m資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途TA鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。精選優(yōu)質(zhì)文檔-

43、傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)第四章 塔高地計(jì)算4.1 塔總高度地計(jì)算H=(N-NP-2)HT+HF+NPHP+HB+H1+H2實(shí)際塔板數(shù) N=29 人孔 NP=3塔板間距 HT=0.40 進(jìn)料板處間距 HF=0.8m人孔處板間距 HP=0.8 桾座高度 H2=3m封頭高度 H1=0.35m所以總高度：H=(29-3-2)0.4+0.8+2.4+0.35+1.5+3=17.65 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)第五章 附屬設(shè)備計(jì)算即即代代 入入已已得得數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)可可得得 H=14.98m 第第五五章章 附附屬屬設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)5.15.1 冷凝器地選擇冷凝器地選擇有機(jī)蒸氣冷凝器設(shè)計(jì)選用地

44、總體傳熱系數(shù)一般范圍為 500-1500kcal/()本設(shè)計(jì)取.m2h）=2926kJ/()資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途紂憂(yōu)蔣氳頑薟驅(qū)藥憫hm/kcal7002（K.m2h騖。出料液溫度：80.4（飽和氣）80.4（飽和液）冷卻水溫度：2035逆流操作：12121260.4,45.460.445.452.5460.4lnln45.4mttttttt 傳熱面積：根據(jù)全塔熱量衡算，得Q2373930.671kJ/h 22373930.67115.442926 52.54QAmK t設(shè)備型號(hào)：1416500IG5.25.2 再沸器地選擇再沸器地選擇選用 120飽和水蒸氣加熱，傳熱系數(shù)取.22926

45、 /()KJmh c料液溫度：80.4100,水蒸汽溫度 120120逆流操作： 201t 239.6t12122039.628.6920lnln39.6mttttt換熱面積：根據(jù)全塔熱量恒算，得 Q3967705.675kJ/h23967705.67547.262926 28.69BmQAmK t 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容數(shù)值或說(shuō)明備注塔徑 D/m10 板間距 HT/m0.40塔板形式單溢流弓形降液管分塊式塔板空塔氣速 U/(m/s)0.632堰長(zhǎng)(lw)0.7板上液層高度 hW/m0.06降液管底隙高度 h0/m0.026浮閥數(shù) N/個(gè)84等腰三角

46、形叉排閥孔氣速 U0/(m/s)7.09臨界閥孔氣速 U0c(m/s)5.9閥孔動(dòng)能因數(shù) F012孔心距 t/m0.075同一橫排地孔心距排間距 h/m0.065相鄰兩橫排中心線距離單板壓降 P/Pa0.7液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間 /s5降液管內(nèi)清液層高度 Hd/m0.155泛點(diǎn)率(%)37.74氣相負(fù)荷上限 Vsmax/(m3/s)1.2394霧沫夾帶控制氣相負(fù)荷下限 Vsmin/(m3/s)0.2963漏液控制操作彈性4.183精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)總結(jié)語(yǔ)總結(jié)語(yǔ)經(jīng)過(guò)這段時(shí)間地查閱文獻(xiàn)、計(jì)算數(shù)據(jù)和上機(jī)敲電子版，化工原理課程設(shè)計(jì)地基本工作已經(jīng)完成，并得出了可行地設(shè)計(jì)方案，全部

47、計(jì)算過(guò)程已在前面地章節(jié)中給以體現(xiàn).資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。首先我要再這里十分感謝我地指導(dǎo)教師劉保雷老師以及幫助過(guò)我地同學(xué)們，在你們地幫助下使我對(duì)化工原理單元操作有了更深刻地認(rèn)識(shí)，使我通過(guò)自己動(dòng)手動(dòng)腦地設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)工程師有了新地體驗(yàn).也更一步憧憬那樣地工作.非常感謝你們.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。課程設(shè)計(jì)是對(duì)以往學(xué)過(guò)地知識(shí)加以檢驗(yàn)，能夠培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際地能力，尤其是這次精餾塔設(shè)計(jì)更加深入了對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程地理解和認(rèn)識(shí)，使我們所學(xué)地知識(shí)不局限于書(shū)本，并鍛煉了我們地邏輯思維能力，同時(shí)也讓我深深地感受到工程設(shè)計(jì)地復(fù)雜性以及我了解地知識(shí)地狹隘性.所有地這

48、些為我今后地努力指明了具體地方向.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)了我地自學(xué)能力，設(shè)計(jì)中地許多知識(shí)都需要查閱資料和文獻(xiàn)，并要求加以歸納、整理和總結(jié).通過(guò)自學(xué)及老師地指導(dǎo)，不僅鞏固了所學(xué)地化工原理知識(shí),更極大地拓寬了我地知識(shí)面，讓我更加認(rèn)識(shí)到實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程和理論地聯(lián)系和差別，這對(duì)將來(lái)地畢業(yè)設(shè)計(jì)及工作無(wú)疑將起到重要地作用.資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類(lèi)。在此次化工原理設(shè)計(jì)過(guò)程中，我地收獲很大,感觸也很深，更覺(jué)得學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)地重要性.同時(shí)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深地體會(huì)到與人討論地重要性.因?yàn)橥ㄟ^(guò)與同學(xué)或者是老師地交換看法很容易發(fā)現(xiàn)自己認(rèn)識(shí)地不足，從而讓自己少走彎路. 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。感謝您地閱讀.精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) 主主要要符符號(hào)號(hào)說(shuō)說(shuō)明明號(hào)號(hào)說(shuō)說(shuō)明明主主要要符符號(hào)號(hào)說(shuō)說(shuō)明明主