精餾塔(板式)設(shè)計(2013)

1、 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 鹽城師范學(xué)院 李萬鑫 2010年9月 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計2022-5-24板式精餾塔設(shè)計板式精餾塔設(shè)計 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計第一部分：化工原理課程設(shè)計任務(wù)書第一部分：化工原理課程設(shè)計任務(wù)書一一. 設(shè)計題目：設(shè)計題目：正戊烷正己烷混合液板式精餾塔設(shè)計正戊烷正己烷混合液板式精餾塔設(shè)計 二二. 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)年處理量：年處理量： 80000 85000 90000 95000 10000080000 85000 90000 95000 100000噸噸 料液初溫：料液初溫

2、：3535料液濃度：料液濃度： 35% 40% 45% 50 55% （正戊烷質(zhì)量分率）（正戊烷質(zhì)量分率）塔頂產(chǎn)品濃度：塔頂產(chǎn)品濃度：99%（雙號）（雙號） 98.5%（單號）（正戊烷質(zhì)量分率）（單號）（正戊烷質(zhì)量分率） 塔底釜液含正己烷不低于塔底釜液含正己烷不低于 98%(以質(zhì)量計以質(zhì)量計) 每年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)：每年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)：330330天（一年中有一個月檢修）天（一年中有一個月檢修）精餾塔塔頂壓強(qiáng)：精餾塔塔頂壓強(qiáng)：4 kpa4 kpa（表壓）（表壓）冷卻水溫度：冷卻水溫度：20飽和水蒸汽壓力：飽和水蒸汽壓力：0.25Mpa(表壓表壓)設(shè)備型式：設(shè)備型式： 08（1）：）：篩板塔；篩板塔；

3、 08（2）：）：浮閥塔浮閥塔 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計四四. 設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容處理量處理量噸噸/年年進(jìn)料組成進(jìn)料組成35%40%45%50%55%學(xué)號學(xué)號80000326491739850009345220429000012380228459500017421032481000002045143651 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計1.1. 工藝設(shè)計工藝設(shè)計 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計第二部分：板式精餾塔設(shè)計方法第二部分：板式精餾塔設(shè)計方法 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計1、塔設(shè)備的選擇、塔設(shè)備的選擇板式塔

4、和填料塔的比較（板式塔和填料塔的比較（例如：浮閥塔的特點(diǎn)例如：浮閥塔的特點(diǎn)）2、蒸餾裝置流程的確定、蒸餾裝置流程的確定蒸餾裝置包括：精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝蒸餾裝置包括：精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、塔釜冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備，操作方式器、塔釜冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備，操作方式（1）操作壓力的選擇）操作壓力的選擇（2）進(jìn)料狀態(tài)的選擇）進(jìn)料狀態(tài)的選擇（3）加料方式的選擇（預(yù)加熱）加料方式的選擇（預(yù)加熱）（4）回流比的選擇）回流比的選擇（5）加熱器的選擇）加熱器的選擇 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計（6）冷凝器的選擇）冷凝器的選擇塔頂產(chǎn)品（塔頂產(chǎn)品（全凝器全凝器）和塔釜產(chǎn)品（）和

5、塔釜產(chǎn)品（冷卻器冷卻器）（7）加料方式的選擇）加料方式的選擇高位槽或泵高位槽或泵（8）工藝流程）工藝流程3、正戊烷和正己烷的性質(zhì)、用途等、正戊烷和正己烷的性質(zhì)、用途等 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 二工藝計算二工藝計算 1、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)（一）（一）WDfxxx、求出：2、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量、原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計3、物料衡算、物料衡算WDFWDfWxDxFx列表：列表：進(jìn)料、塔頂、塔底產(chǎn)品流量和組成進(jìn)料、塔頂、塔底產(chǎn)品流量和組成（二）常壓下正戊烷正己烷混合汽液相平衡關(guān)系（

6、二）常壓下正戊烷正己烷混合汽液相平衡關(guān)系tCBAplgAntoine 方程：方程：A、B、C教材附錄教材附錄1查得查得 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 用用Antonie方程求出附錄方程求出附錄2表表2.2不同溫度下的不同溫度下的正戊烷、正己烷正戊烷、正己烷飽和蒸汽壓及相對揮發(fā)度飽和蒸汽壓及相對揮發(fā)度min5 . 1 RR 1、作出、作出x-y相圖相圖（三）塔板數(shù)的確定（三）塔板數(shù)的確定2、最小回流比及操作回流比、最小回流比及操作回流比2、最小回流比及操作回流比、最小回流比及操作回流比BAPP3、理論板數(shù)及加料位置、理論板數(shù)及加料位置求精餾塔的汽、液相負(fù)荷求精餾塔的汽、液相負(fù)荷qFRDqFL

7、LFqDRFqVV) 1() 1() 1( 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計求精餾段、提餾段的操作線方程求精餾段、提餾段的操作線方程11RxxRRyDWqFLWxxWqFLqFLyW作圖求出理論板數(shù)作圖求出理論板數(shù)逐板計算求理論板數(shù)逐板計算求理論板數(shù)（四）精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算（四）精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算1、操作壓力、操作壓力塔頂操作壓力塔頂操作壓力=大氣壓大氣壓+表壓表壓每層塔板壓力每層塔板壓力=0.7KPa求出進(jìn)料板、塔底壓降、精餾段、提餾段平均壓降。求出進(jìn)料板、塔底壓降、精餾段、提餾段平均壓降。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計求精餾段、提餾段的操作線方程求精

8、餾段、提餾段的操作線方程11RxxRRyDWqFLWxxWqFLqFLyW作圖求出理論板數(shù)作圖求出理論板數(shù)逐板計算求理論板數(shù)逐板計算求理論板數(shù)（四）精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算（四）精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算1、操作壓力、操作壓力塔頂操作壓力塔頂操作壓力=大氣壓大氣壓+表壓表壓每層塔板壓力每層塔板壓力=0.40.7KPa（取最大值）（取最大值）求出進(jìn)料板、塔底壓降、精餾段、提餾段平均壓降。求出進(jìn)料板、塔底壓降、精餾段、提餾段平均壓降。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計2、操作溫度、操作溫度依據(jù)依據(jù)操作壓力操作壓力，由，由泡點(diǎn)方程泡點(diǎn)方程通過通過試差法試差法計算出泡點(diǎn)溫度，計算

9、出泡點(diǎn)溫度，苯、甲苯的飽和蒸氣壓由苯、甲苯的飽和蒸氣壓由Antonie方程計算。方程計算。依次求出塔頂溫度、進(jìn)料板溫度、塔底溫度及精餾段、依次求出塔頂溫度、進(jìn)料板溫度、塔底溫度及精餾段、提餾段平均溫度提餾段平均溫度3、平均摩爾質(zhì)量、平均摩爾質(zhì)量塔頂氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量塔頂氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量進(jìn)料板氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量進(jìn)料板氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量塔底氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量塔底氣、液混合物平均摩爾質(zhì)量精餾段、提餾段氣液混合物平均摩爾質(zhì)量精餾段、提餾段氣液混合物平均摩爾質(zhì)量 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計4、平均密度、平均密度（1）氣相平均密度）氣相平均密度 mVmmVmRTMP注

10、意：注意：精餾段、提餾段分別計算精餾段、提餾段分別計算（2）液相平均密度）液相平均密度 mVmmVmRTMPiimW1例：塔頂液相平均密度：例：塔頂液相平均密度：tD= 查手冊得查手冊得A A、 B B（盧煥章（盧煥章 石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊）石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊）BALDm/01. 0/99. 01 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計同理求得：進(jìn)料板、塔底液相平均密度同理求得：進(jìn)料板、塔底液相平均密度求得：精餾段、提餾段液相平均密度求得：精餾段、提餾段液相平均密度（列表列表）5、液相平均表面張力、液相平均表面張力iiLmx塔頂液相平均表面張力：塔頂溫度查教材附錄塔頂液相平均表面張力：塔頂溫度查教

11、材附錄4：同理求得：進(jìn)料板、塔底液相平均表面張力同理求得：進(jìn)料板、塔底液相平均表面張力求得：精餾段、提餾段液相平均表面張力求得：精餾段、提餾段液相平均表面張力（列表列表）6、液相平均黏度、液相平均黏度iimxlglg 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計塔頂液相平均黏度：塔頂溫度查教材附錄塔頂液相平均黏度：塔頂溫度查教材附錄4：同理求得：進(jìn)料板、塔底液相平均黏度同理求得：進(jìn)料板、塔底液相平均黏度求得：精餾段、提餾段液相平均黏度求得：精餾段、提餾段液相平均黏度（列表列表）7、氣液相體積流量、氣液相體積流量精餾段精餾段DRVsmMVVvms) 1()/(36003。上升氣體的平均分子量:mmvMRTP

12、M 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計提餾段提餾段FqVVsmMVVvms)1 ()/(36003（五）精餾塔的塔體工藝計算（五）精餾塔的塔體工藝計算1、塔徑的計算、塔徑的計算LVLCumax（1）最大空塔氣速和空塔氣速）最大空塔氣速和空塔氣速max)8 . 06 . 0(uu 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計2 . 020)02. 0(CC （2）氣體負(fù)荷系數(shù)）氣體負(fù)荷系數(shù)CC20由由smith關(guān)聯(lián)圖關(guān)聯(lián)圖求得求得2/1,)(VLVVLVqq橫坐標(biāo)：（3）塔徑）塔徑uqDVV,4精餾段、提餾段分別計算精餾段、提餾段分別計算 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計由上式計算的塔徑按部頒發(fā)塔盤標(biāo)準(zhǔn)圓整，

13、圓整后的塔徑由上式計算的塔徑按部頒發(fā)塔盤標(biāo)準(zhǔn)圓整，圓整后的塔徑除了滿足板間距和塔徑的關(guān)系外，還須進(jìn)行除了滿足板間距和塔徑的關(guān)系外，還須進(jìn)行空塔氣速校核空塔氣速校核24DAT塔截面積：塔截面積：塔截面積：塔截面積：實(shí)際空塔氣速：實(shí)際空塔氣速：TVVAqu,2、精餾塔有效高度的計算、精餾塔有效高度的計算（1）塔板效率）塔板效率ET“奧康奈爾的精餾塔關(guān)聯(lián)圖奧康奈爾的精餾塔關(guān)聯(lián)圖“245. 0)(49. 0LTE 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計（2）板間距）板間距HT板間距的大小與液泛和霧沫夾帶有密切的關(guān)系。板距取大些，塔可板間距的大小與液泛和霧沫夾帶有密切的關(guān)系。板距取大些，塔可允許氣流以較高的速

14、度通過，對完成一定生產(chǎn)任務(wù)，塔徑可較??；允許氣流以較高的速度通過，對完成一定生產(chǎn)任務(wù)，塔徑可較小；反之，所需塔徑就要增大些。板間距取得大，還對塔板效率、操作反之，所需塔徑就要增大些。板間距取得大，還對塔板效率、操作彈性及安裝檢修有利。但板間距增大以后，會增加塔身總高度，增彈性及安裝檢修有利。但板間距增大以后，會增加塔身總高度，增加金屬耗量，增加塔基、支座等的負(fù)荷，從而又會增加全塔的造價。加金屬耗量，增加塔基、支座等的負(fù)荷，從而又會增加全塔的造價。初選板間距時可參考下表所列的推薦值。初選板間距時可參考下表所列的推薦值。 表表 板間距與塔徑關(guān)系板間距與塔徑關(guān)系塔徑塔徑D, m0.

15、2.0塔板間距塔板間距HT mm200300250350350450450600 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計精餾段有效高度：精餾段有效高度：TH1(）精精 NZ提餾段有效高度：提餾段有效高度：TH1(）提提 NZTTPENN 精餾段實(shí)際板數(shù)：精餾段實(shí)際板數(shù)：提餾段實(shí)際板數(shù)：提餾段實(shí)際板數(shù)：TTPENN 在進(jìn)料板上方開一人孔，高度為在進(jìn)料板上方開一人孔，高度為0.8m8 . 0提精ZZZ 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計（六）塔板主要工藝尺寸的計算（六）塔板主要工藝尺寸的計算 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計1、溢流裝置設(shè)計、溢流裝置設(shè)

16、計堰長堰長lW單溢流單溢流：DlW)8 . 06 . 0(雙溢流雙溢流：DlW)7 . 05 . 0(堰高堰高h(yuǎn)WOWWLhhh堰上液層高度要適宜，太小則堰上的液體均布差，太大則堰上液層高度要適宜，太小則堰上的液體均布差，太大則塔板壓強(qiáng)增大，霧沫夾帶嚴(yán)重。設(shè)計時塔板壓強(qiáng)增大，霧沫夾帶嚴(yán)重。設(shè)計時hOW大于大于0.006m,低低于此值須選用齒形堰，但不宜超過于此值須選用齒形堰，但不宜超過0.07m。(通常取通常取0.06m)對平直堰：對平直堰：3/2,3)(1084. 2WLVOWlqEh1E（1）溢流堰）溢流堰 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計（2）降液管（圓形和弓形）降液管（圓形和弓形）降液

17、管的寬度降液管的寬度Wd和截面積和截面積Af可根據(jù)可根據(jù)堰長與塔徑堰長與塔徑比值比值 ，查圖求取。，查圖求取。 DlW 降液管的截面積應(yīng)保證溢流液中夾帶的氣泡得以分離，降液管的截面積應(yīng)保證溢流液中夾帶的氣泡得以分離，液體在降液管中的停留時間一般等于或大于液體在降液管中的停留時間一般等于或大于35秒，對低秒，對低發(fā)泡系統(tǒng)可取低值，對高發(fā)泡系統(tǒng)及高壓操作的塔，停留發(fā)泡系統(tǒng)可取低值，對高發(fā)泡系統(tǒng)及高壓操作的塔，停留時間應(yīng)加長些。時間應(yīng)加長些。 故在求得降液管的截面積之后，應(yīng)按下式驗算液體在降故在求得降液管的截面積之后，應(yīng)按下式驗算液體在降液管內(nèi)的停留時間，即液管內(nèi)的停留時間，即 )5(3600,Sq

18、HALVTf注意：注意：精餾段與提餾段不同精餾段與提餾段不同 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計降液管底隙高度降液管底隙高度h0oWLVoulqh3600,VooFu為保證良好的液封，又不致使液流阻力太大，一般取為為保證良好的液封，又不致使液流阻力太大，一般取為 2、塔板布置和浮閥數(shù)目與排列、塔板布置和浮閥數(shù)目與排列孔速孔速129oF每一層塔板上的浮閥數(shù)：每一層塔板上的浮閥數(shù)：ooVVudqN2,4 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計邊緣寬度邊緣寬度wcmmWC7050在塔壁邊緣留出寬度為在塔壁邊緣留出寬度為WC的區(qū)域，以固定塔板。的區(qū)域，以固定塔板。安定區(qū)安定區(qū)

19、ws在液體入塔處，有一寬度為在液體入塔處，有一寬度為ws的狹長帶不開孔區(qū)，其的狹長帶不開孔區(qū)，其作用是防止氣體進(jìn)入降液管或因降液管流出的液流的作用是防止氣體進(jìn)入降液管或因降液管流出的液流的沖擊而漏液。沖擊而漏液。mmWs7560塔徑小于塔徑小于1.5m的塔的塔塔徑大于塔徑大于1.5m的塔的塔mmWs11080mmWs10050 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計有效傳質(zhì)面積有效傳質(zhì)面積Aa對于單流型塔板對于單流型塔板 )(sin21222rxrxrxAaxDWWdS2()rDWC2sin1xr以弧度表示的反三角函數(shù) 式中：式中：對于雙流型塔板對于雙流型塔板 Ax rxrxrxrxrxra2222

20、21121221sinsin式中：式中：xWWdS12(Wd（ 為雙溢流中間降液管的寬度為雙溢流中間降液管的寬度)其它符號與單流型塔板公式同其它符號與單流型塔板公式同 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計浮閥的排列浮閥的排列正三角形排列（正三角形排列（小塔小塔）mmmmmmt125,100,75等腰三角形叉排（等腰三角形叉排（大塔大塔）mmt75mmmmmmt100,80,65核算孔速和閥孔動能因數(shù)核算孔速和閥孔動能因數(shù)NdquoVVo2,4VoouF塔板開孔率塔板開孔率ouu開孔率 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計（七）塔板流體力學(xué)驗算（七）塔板流體力學(xué)驗算1、氣相通過浮閥塔的壓降、氣相通過浮閥

21、塔的壓降塔板流體力學(xué)驗算目的塔板流體力學(xué)驗算目的是為了檢驗以上初算塔徑及各項工藝是為了檢驗以上初算塔徑及各項工藝尺寸的計算是否合理，塔板能否正常操作尺寸的計算是否合理，塔板能否正常操作。hhhhlCpphhClhh氣體通過每層塔板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，氣體通過每層塔板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m液柱液柱氣體通過篩板的干板壓降，氣體通過篩板的干板壓降，m液柱液柱氣體通過板上液層的阻力，氣體通過板上液層的阻力，m液柱液柱 克服液體表面張力的阻力，克服液體表面張力的阻力，m液柱液柱 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計干板阻力干板阻力ho臨界孔速臨界孔速uoc825. 1/1)1 .73(Vocuocouu L

22、oouh175. 09 .19ocouu LVooguh234. 52 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計板上充氣液層阻力板上充氣液層阻力hl板上充氣液層阻力受堰高、氣速及溢流長度等因素的影響，板上充氣液層阻力受堰高、氣速及溢流長度等因素的影響，一般用下面的經(jīng)驗公式計算：一般用下面的經(jīng)驗公式計算： )(00OWWLlhhhh 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計2022-5-24表面張力所產(chǎn)生的阻力表面張力所產(chǎn)生的阻力hMNghhL/:2表面張力 一般浮閥塔的壓降比篩板塔大，對常壓和加壓塔，每一般浮閥塔的壓降比篩板塔大，對常壓和加壓塔，每層浮閥塔壓降為層浮閥塔壓降為265530pa ，減壓塔約為，減

23、壓塔約為200pa。2、降液管內(nèi)液體高度（淹塔、降液管內(nèi)液體高度（淹塔or液泛）液泛）為防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度：為防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度：)(WTdhHH 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計dpLdhhhH式中式中: phhdhd進(jìn)出口堰之間的液面梯度，進(jìn)出口堰之間的液面梯度，m液柱液柱(一般很小，可以忽略一般很小，可以忽略)氣體通過一塊塔板的壓降，氣體通過一塊塔板的壓降，m液柱液柱 液體流出降液管的壓降，液體流出降液管的壓降，m液柱液柱hd可按下列經(jīng)驗公式計算可按下列經(jīng)驗公式計算： 無入口堰無入口堰: hLL hdSW015302.有入口堰：有入

24、口堰： hLl hdSW0 202. 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 如果液體和氣體流動所遇阻力增加，降液管中液面上如果液體和氣體流動所遇阻力增加，降液管中液面上升，當(dāng)超過上一層塔板的堰頂后，產(chǎn)生液體倒流，即發(fā)生升，當(dāng)超過上一層塔板的堰頂后，產(chǎn)生液體倒流，即發(fā)生了液泛，因此，需要足夠的降液管高度，或控制適當(dāng)阻力了液泛，因此，需要足夠的降液管高度，或控制適當(dāng)阻力以防液泛的發(fā)生。實(shí)際降液管中液體和泡沫的總高度大于以防液泛的發(fā)生。實(shí)際降液管中液體和泡沫的總高度大于用上式計算的值。為了防止液泛，應(yīng)保證降液管中泡沫液用上式計算的值。為了防止液泛，應(yīng)保證降液管中泡沫液體總高度不超過上層塔板的出口堰。因此

25、體總高度不超過上層塔板的出口堰。因此:HhHTWd 為考慮降液管內(nèi)液體充氣及操作安全兩種因素的校正系數(shù)。為考慮降液管內(nèi)液體充氣及操作安全兩種因素的校正系數(shù)。對于容易起泡的物系，取對于容易起泡的物系，取0.30.4；對不易起泡的物系，?。粚Σ灰灼鹋莸奈锵?，取0.60.7；對于一般物系，?。粚τ谝话阄锵?，取0.5。HT板間距，板間距，m 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計3、霧沫夾帶、霧沫夾帶 霧沫夾帶霧沫夾帶是指板上液體被上升氣體帶入上一層塔板的現(xiàn)象。過是指板上液體被上升氣體帶入上一層塔板的現(xiàn)象。過多的霧沫夾帶將導(dǎo)致塔板效率嚴(yán)重下降。為了保證板式塔能維持正多的霧沫夾帶將導(dǎo)致塔板效率嚴(yán)重下降。為了保

26、證板式塔能維持正常的操作效果，應(yīng)使每千克氣體夾帶到上一層塔板的液體量不超過常的操作效果，應(yīng)使每千克氣體夾帶到上一層塔板的液體量不超過0.1kg，即控制霧沫夾帶量，即控制霧沫夾帶量 0.1kg(液液)/kg(氣氣)。 eV泛點(diǎn)百分率：泛點(diǎn)百分率：FuuF 1大塔：大塔：%801F直徑小于直徑小于0.9m塔：塔：%701F減壓塔：減壓塔：%751F 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計泛點(diǎn)率：泛點(diǎn)率：%10036. 1,1bFLLVVLVVVAKCZqqF%10078. 036. 1,1TFLLVVLVVVAKCZqqF計算泛點(diǎn)率都在80%以下，eVkgeV1 . 0 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計

27、（八）塔板負(fù)荷性能圖（八）塔板負(fù)荷性能圖霧沫夾帶線霧沫夾帶線%10036. 1,1bFLLVVLVVVAKCZqqF計算出：的關(guān)系式與LVVVqq,在操作范圍內(nèi)任取兩個在操作范圍內(nèi)任取兩個qv,L , 結(jié)果列表。結(jié)果列表。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計液泛線液泛線dLCdLPWThhhhhhhhhH1)(由上式確定液泛線由上式確定液泛線)3600(100084.2)1()(0153234.5)(3/2,2,2WLVWooWLVLoVWTlqEhhlqguhH在操作范圍內(nèi)任取若干個在操作范圍內(nèi)任取若干個qv,L , 結(jié)果列表。結(jié)果列表。液泛線液泛線表示降液管內(nèi)泡沫層高度達(dá)到最大允許值時的關(guān)系

28、，表示降液管內(nèi)泡沫層高度達(dá)到最大允許值時的關(guān)系，塔板的適宜操作區(qū)也應(yīng)在此線之下，否則將可能發(fā)生液泛塔板的適宜操作區(qū)也應(yīng)在此線之下，否則將可能發(fā)生液泛現(xiàn)象，破壞塔的正常操作。現(xiàn)象，破壞塔的正常操作。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計液相負(fù)荷上限線液相負(fù)荷上限線 此線反映對于液體在降液管內(nèi)停留時間的起碼要求。對此線反映對于液體在降液管內(nèi)停留時間的起碼要求。對于尺寸已經(jīng)確定的降液管，若液體流量超過某一限度，使液于尺寸已經(jīng)確定的降液管，若液體流量超過某一限度，使液體在降液管中的停留時間過短，則其中氣泡來不及放出就進(jìn)體在降液管中的停留時間過短，則其中氣泡來不及放出就進(jìn)入下層塔板，造成氣相返混，降底塔板效

29、率。入下層塔板，造成氣相返混，降底塔板效率。液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時間不低于液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時間不低于35sSqHALVff533600,求出上限液體量求出上限液體量qV,L，在，在qV,V-qV,L圖上，液相負(fù)荷上限線是圖上，液相負(fù)荷上限線是與氣體流量無關(guān)的豎直線。與氣體流量無關(guān)的豎直線。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計漏液線漏液線VoVVNdq542,由此式求出氣相負(fù)荷的下限值。由此式求出氣相負(fù)荷的下限值。液相負(fù)荷下限線液相負(fù)荷下限線3/2,)3600(100084. 2WLVOWlqEh取取E=1，計算出液相負(fù)荷的下限值。，計算出液相負(fù)荷的下限值。 化工原

30、理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計塔板負(fù)荷性能圖塔板負(fù)荷性能圖Vs ,m3/sLs ,m3/s(1)(1)霧沫夾帶線霧沫夾帶線(2)(2)液泛線液泛線(3)(3)液相上限線液相上限線(4)(4)漏夜線漏夜線(5)(5)液相負(fù)液相負(fù)荷下限線荷下限線A Vs,minP操作點(diǎn)B Vs,maxO 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計在負(fù)荷性能圖上，由上述線所包圍的陰影區(qū)域，應(yīng)是所設(shè)計在負(fù)荷性能圖上，由上述線所包圍的陰影區(qū)域，應(yīng)是所設(shè)計的塔板用于處理指定物系時的適宜操作區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)，塔的塔板用于處理指定物系時的適宜操作區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)，塔板上的流體力學(xué)狀況是正常的。板上的流體力學(xué)狀況是正常的。塔的操作彈性塔的操作彈

31、性 在塔的操作液氣比下，操作線在塔的操作液氣比下，操作線OAB與界限曲線交點(diǎn)的氣相與界限曲線交點(diǎn)的氣相最大負(fù)荷與氣相允許最低負(fù)荷之比，即：最大負(fù)荷與氣相允許最低負(fù)荷之比，即：min,max,ssVV操作彈性ssVVmax,上操作彈性min, ssVV下操作彈性 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計(4) 塔釜出料管塔釜出料管dw,塔釜出料，塔釜出料，uw=0.5-1m/s, wswuLd4(5)再沸器返塔蒸汽管再沸器返塔蒸汽管dv 取取uv=15m/S2、法蘭、法蘭 由于常壓，所有法蘭均采用由于常壓，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭，平焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)法蘭，平焊法蘭，由，由不同的

32、公稱直徑選用相應(yīng)的法蘭。不同的公稱直徑選用相應(yīng)的法蘭。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計3、筒體和封頭、筒體和封頭筒體采用鋼板卷焊而成，其公稱直徑等于內(nèi)徑。當(dāng)筒體筒體采用鋼板卷焊而成，其公稱直徑等于內(nèi)徑。當(dāng)筒體直徑較小時采用無縫鋼管制成。直徑較小時采用無縫鋼管制成。封頭采用封頭采用橢圓形封頭橢圓形封頭。ccPDP 2 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計1、塔頂空間、塔頂空間HD塔頂空間塔頂空間HD的作用是供安裝塔板和開人孔的需要，也使氣的作用是供安裝塔板和開人孔的需要，也使氣體中的液滴自由沉降，一般取體中的液滴自由沉降，一般取11.5m。2、塔底空間、塔底空間HB塔底空間塔底空間HB具有中間貯槽

33、的作用，塔釜料液最好能在塔底具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有有1015分鐘的儲量，以保證塔釜料液不致排完。若分鐘的儲量，以保證塔釜料液不致排完。若塔的進(jìn)料設(shè)有緩沖時間的容量，塔底容量可取為塔的進(jìn)料設(shè)有緩沖時間的容量，塔底容量可取為35分分鐘的儲量。鐘的儲量。3、人孔、人孔一般每隔一般每隔10-20層塔板設(shè)一層塔板設(shè)一人孔人孔（安裝、檢修用），人孔（安裝、檢修用），人孔處板間距處板間距600mm，人孔直徑一般為，人孔直徑一般為450500mm,其其伸出塔體的筒體長為伸出塔體的筒體長為200250mm,人孔中心距操作平人孔中心距操作平臺約臺約8001200mm。裙座應(yīng)開。裙座應(yīng)開2個人孔

34、。個人孔。塔體結(jié)構(gòu)塔體結(jié)構(gòu) 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計4 塔高塔高H(不包括封頭、裙坐不包括封頭、裙坐)H=(n-nF-np-1)HT+nFHF+nPHp+HD+HBn實(shí)際塔板數(shù)；實(shí)際塔板數(shù)； nF進(jìn)料板數(shù)進(jìn)料板數(shù)HF進(jìn)料板處板間距，進(jìn)料板處板間距，mnP人孔數(shù)人孔數(shù)Hp設(shè)人孔處的板間距，設(shè)人孔處的板間距，mHD塔頂空間，塔頂空間，m（不包括頭（不包括頭蓋部分）蓋部分）HB塔底空間，塔底空間，m（不包括底（不包括底蓋部分蓋部分 裙坐HHBHFHD 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計2. 換熱器換熱器（1）冷凝器）冷凝器a.熱負(fù)荷熱負(fù)荷QC = V rb.冷卻水用量冷卻水用量W 取冷卻水的進(jìn)

35、口溫度為取冷卻水的進(jìn)口溫度為30，出口溫度為，出口溫度為45，水的，水的比熱為比熱為4.18kJ/kg 則則 qm2=Q/(CP t)c.換熱平均溫差換熱平均溫差 tm (泡點(diǎn)回流泡點(diǎn)回流)2112lntTtTtttm d.換熱系數(shù)換熱系數(shù)K 查教材上冊查教材上冊 e.換熱面積換熱面積AA=Q/(K tm) 可查表選設(shè)備?？刹楸磉x設(shè)備。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計（2）再沸器）再沸器a. 熱負(fù)荷熱負(fù)荷QB = V r 由塔底壓強(qiáng)組成確定塔底溫度表。由塔底壓強(qiáng)組成確定塔底溫度表。b.加熱蒸汽用量加熱蒸汽用量GG=QB/rc.換熱平均溫差換熱平均溫差 tm tm=T蒸汽蒸汽-t釜溫釜溫 d.

36、 換熱系數(shù)換熱系數(shù)K 查教材上冊查教材上冊e.換熱面積換熱面積AA=Q/(K tm) 查表選設(shè)備。查表選設(shè)備。貯槽、加料泵、高位槽、產(chǎn)品冷卻貯槽、加料泵、高位槽、產(chǎn)品冷卻器設(shè)計從略器設(shè)計從略 。 化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計職責(zé)設(shè)計制圖簽 名日期年處理浮閥精餾塔工藝流程圖江蘇工業(yè)學(xué)院 系 專業(yè)化工原理課程設(shè)計序 號名 稱規(guī) 格數(shù) 量備 注V-101V-102V-103P-101P-102P-103E-101E-102E-103E-104E-105C-101A106原料貯罐釜液貯罐產(chǎn)品貯罐原料泵釜液泵產(chǎn)品泵原料預(yù)熱器再沸器全凝器冷卻器冷卻器精餾塔分配器1111111111111疏水器取樣口調(diào)節(jié)閥截止閥冷凝水冷卻水(出)冷卻水(入)低壓蒸汽名 稱疏水器DLWL釜液產(chǎn)品液位流量溫度壓力放空名 稱代 號LMCWCWRSCLFTP圖 例PTPTFPTFLLPTTFTTFFFLLMCWCWRSCWLDL下水道V