楊丹 化工原理課程設(shè)計(jì)

1、化工原理課程設(shè)計(jì)精餾塔設(shè)計(jì)鎮(zhèn)江高等?？茖W(xué)校化工原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目： 苯-甲苯混合液精餾塔設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者： 班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 日期 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)成績： 日期 一、設(shè)計(jì)題目：苯-甲苯混合液精餾塔設(shè)計(jì)本課程設(shè)計(jì)是依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況加以一定程度的簡化而提出的。二、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1. 進(jìn)精餾塔的料液含苯60% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))，其余為甲苯2. 產(chǎn)品的苯含量96%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))3. 釜液中苯含量2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))4. 生產(chǎn)能力為年產(chǎn)18000噸96%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的苯產(chǎn)品5. 每年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)：320天。6. 操作條件(1) 精餾塔塔頂壓力 0.04 MPa(表壓)(2) 進(jìn)料熱狀況 泡點(diǎn)液體(3) 回

2、流比 R = 1.6 Rmin(4) 加熱水蒸汽壓力 3.0 kg/cm2 (表壓)（1kg/cm2=98.066kPa）(5) 單板壓降 0.7kPa(6) 全塔效率 54%(7) 設(shè)備型式 浮閥(8) 廠址 鎮(zhèn)江地區(qū)三、設(shè)計(jì)項(xiàng)目(設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容)設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括所有論述、原始數(shù)據(jù)、計(jì)算、表格等，編排順序如下：I. 封面(課程設(shè)計(jì)題目、班級(jí)、姓名、指導(dǎo)教師、時(shí)間)；II. 設(shè)計(jì)任務(wù)書；III. 目錄；IV. 概述；V. 設(shè)計(jì)方案的選定；VI. 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；V II. 塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算；VIII. 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表；IX. 主要符號(hào)說明；X. 設(shè)計(jì)評(píng)述(即設(shè)計(jì)者對(duì)本次設(shè)計(jì)的評(píng)述以

3、及本次設(shè)計(jì)的收獲體會(huì))；XI. 參考文獻(xiàn)；XII. 致謝。目錄1.概述. 11.1 精餾塔的簡單介紹.11.2 工業(yè)上對(duì)塔設(shè)備的主要要求. 11.3 板式塔類型. 21.3.1 篩板塔 . 21.3.2 浮閥塔 . 21.3.3 泡罩塔. 32.設(shè)計(jì)方案的確定. 42.1 操作條件的確定. 42.1.1 操作壓力 . 42.1.2 進(jìn)料狀態(tài) . 42.1.3 加熱方式 .42.1.4 冷卻劑與出口溫度 . 42.1.5 熱能的利用 . 52.2 確定設(shè)計(jì)方案的原則. 53.工藝計(jì)算. 63.1.塔的物料衡算 . 63.1.1 料液及塔頂塔底產(chǎn)品含苯摩爾分率 . 63.1.2 平均分子量 . 6

4、3.1.3 物料衡算 . 63.2 塔板數(shù)的確定. 73.2.1 理論塔板數(shù) NT的求取. 73.2.2 全塔效率 ET . 83.2.3 實(shí)際塔板數(shù) N. 93.3 塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算. 93.3.1 操作壓強(qiáng) Pm. 93.3.2 溫度 tm . 93.3.3 平均分子量 . 93.3.4 平均密度m . 103.3.5 液體表面張力m . 113.3.6 液體粘度Lm. 113.4 精餾段氣液負(fù)荷計(jì)算. 114 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算 . 124.1塔徑 D. 124.2 溢流裝置. 124.2.1 溢流堰長 lW . 124.2.2 出口堰高 hw . 134.2.3 降液管

5、的寬度 Wd與面積 Af. 134.2.4 降液管底隙高度 . 134.3 塔板布置. 144.3.1 邊緣區(qū)寬度及安定區(qū)寬度 . 144.3.2 孔區(qū)面積 . 144.4 篩孔數(shù) n 與開孔率 . 144.5 塔有效高度（精餾段）.154.6 塔高計(jì)算(從略).154.7 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算.154.7.1 氣體通過篩板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hp.154.7.2 霧沫夾帶量ev的驗(yàn)算.164.7.3 漏液的驗(yàn)算 .164.7.4 液泛驗(yàn)算 .164.8 塔板負(fù)荷性能圖.174.8.1 霧沫夾帶線（1） .174.8.2 液泛線（2） .174.8.3 液相負(fù)荷上限線（3） .194.8.4 漏

6、液線（氣相負(fù)荷下限線）（4） . 194.8.5 液相負(fù)荷下限線（5） .195.設(shè)計(jì)結(jié)果匯總. 216.主要符號(hào)說明. 227.設(shè)計(jì)評(píng)述. 248.參考材料. 259.致謝. 261.概述1.1 精餾塔的簡單介紹精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式氣液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。蒸汽由塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向蒸汽中轉(zhuǎn)移，蒸汽中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸汽愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上

7、升的蒸汽進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸汽返回塔中，另一部分液體作為釜?dú)堃喝〕觥?.2 工業(yè)上對(duì)塔設(shè)備的主要要求（1）生產(chǎn)能力大 （2）傳熱傳質(zhì)效率高（3）氣體的摩擦阻力小 （4）操作穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大（5）結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量少；（6）制造安裝容易，操作維修方便，不易堵塞耐腐蝕等1.3 板式塔類型板式塔是在圓筒形殼體中安裝若干層水平塔板構(gòu)成的。板與板之間有一定的間距。塔板上有降液管，供液相逐層向下流動(dòng)。塔板開有許多孔，供氣相逐從下向上流動(dòng)。氣液兩相在塔板上呈錯(cuò)流流動(dòng)。即氣相垂

8、直向上穿過塔板上的液層，液相水平流過塔板。塔板是板塔式的核心部分，它關(guān)系到氣液兩相傳熱、傳質(zhì)的好壞。1.3.1 篩板塔扎板塔的一種，內(nèi)裝若干層水平塔板，板上有許多小孔，形狀如篩；并裝有溢流管或沒有溢流管。操作時(shí)，液體由塔頂進(jìn)入，經(jīng)溢流管（一部分經(jīng)篩孔）逐板下降，并在板上積存液層。氣體（或蒸汽）由塔底進(jìn)入，經(jīng)篩孔上升穿過液層，鼓泡而出，因而兩相可以充分接觸，并相互作用。泡沫式接觸氣液傳質(zhì)過程的一種形式，性能優(yōu)于泡罩塔。為克服篩板安裝水平要求過高的困難，發(fā)展了環(huán)流篩板；克服篩板在低負(fù)荷下出現(xiàn)漏液現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了板下帶盤的篩板；減輕篩板上霧沫夾帶縮短板間距，制造出板上帶擋的的篩板和突孔式篩板和用斜的增泡

9、臺(tái)代替進(jìn)口堰，塔板上開設(shè)氣體導(dǎo)向縫的林德篩板。篩板塔普遍用作 H2S-H2O 雙溫交換過程的冷、熱塔。應(yīng)用于蒸餾、吸收和除塵等。在工業(yè)上實(shí)際應(yīng)用的篩板塔中，兩相接觸不是泡沫狀態(tài)就是噴射狀態(tài)，很少采用鼓泡接觸狀態(tài)的。篩板塔優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低； 氣流壓降小、板上液面落差??； 板效率高。 缺點(diǎn)：操作彈性小、篩孔小易堵塞。1.3.2 浮閥塔浮閥塔廣泛用于精餾吸收和解析等過程。其主要特點(diǎn)是在塔板的開孔上裝有可浮動(dòng)的浮閥，氣流從浮閥周邊以穩(wěn)定的速度水平地進(jìn)入塔板上液層進(jìn)行兩相接觸。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。 浮閥的閥片可以浮動(dòng)，隨著氣體負(fù)荷的變化而調(diào)節(jié)其開啟度，因此，浮閥塔的操作彈

10、性大，特別是在低負(fù)荷時(shí)，仍能保持正常操作。浮閥塔由于氣液接觸狀態(tài)良好，霧沫夾帶量小(因氣體水平吹出之故)，塔板效率較高，生產(chǎn)能力較大。塔結(jié)構(gòu)簡單，制造費(fèi)用便宜，并能適應(yīng)常用的物料狀況，是化工、煉油行業(yè)中使用最廣泛的塔型之一。在分離穩(wěn)定同位素時(shí)采用在克服泡罩塔缺陷的基礎(chǔ)上發(fā)展起鼓泡式接觸裝置。浮閥塔有活動(dòng)泡罩、圓盤浮閥、重盤浮閥和條形浮閥四種形式。浮閥主要有 V 型和 T 型兩種，特點(diǎn)是：生產(chǎn)能力比泡罩塔約大 2040；氣體兩個(gè)極限負(fù)荷比為 56，操作彈性大；板效率比泡罩塔高 1015；霧沫夾帶少，液面梯度?。唤Y(jié)構(gòu)難于泡罩塔與篩板塔之間；對(duì)物料的適應(yīng)性較好等，通量大、放大效應(yīng)小，常用于初濃段的重

11、水生產(chǎn)過程。 1.3.3 泡罩塔在其內(nèi)氣體或蒸汽以泡狀通過液體的一種塔;尤指板式塔(如用于分餾石油餾出物),其中塔板上具有許多泡罩 ,又稱泡帽塔和泡蓋塔。塔設(shè)備的一種,通常用來使蒸汽（或氣體）與液體密切接觸以促進(jìn)其相互間的傳質(zhì)作用。塔內(nèi)裝有多層水平塔板，板上有若干個(gè)供蒸汽（或氣體）通過的短管，其上各覆蓋底緣有齒縫或小槽的泡罩，并裝有溢流管。操作時(shí)，液體由塔的上部連續(xù)進(jìn)入，經(jīng)溢流管逐板下降，并在各板上積存液層，形成液封；蒸汽（或氣體）則由塔底進(jìn)入，經(jīng)由泡罩底緣上的齒縫或小槽分散成為小氣泡，與液體充分接觸，并穿過液層而達(dá)液面，然后升入上一層塔板。短管裝在塔內(nèi)的，稱內(nèi)溢流式；也有裝在塔外的，稱外溢流

12、式。泡罩塔廣泛用于精餾和氣體吸收。泡罩塔優(yōu)點(diǎn)：1、泡罩塔氣-液兩相接觸比較充分，傳質(zhì)面積大，因此塔板效率較高；2、泡罩塔氣液比變化范圍較大，即操作彈性較大，便于操作；3、泡罩塔具有較高的生產(chǎn)能力，適用于大型生產(chǎn)。泡罩塔的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)較高、塔板壓力降較大。所以限制了泡罩塔的使用范圍。 表1塔型與泡罩塔相比的相對(duì)氣相負(fù)荷效率操作彈性85%最大負(fù)荷時(shí)的單板壓降/mm（水柱）與泡罩塔相比的相對(duì)價(jià)格可靠性泡罩塔1.0良超45-801.0優(yōu)浮閥塔1.3優(yōu)超45-600.7良篩板塔1.3優(yōu)良30-500.7優(yōu)2.設(shè)計(jì)方案的確定2.1 操作條件的確定2.1.1 操作壓力塔頂壓力為 P0=4

13、0+101.3=141.3 kPa加熱水蒸汽壓力 P=3.0×98.066+101.3=395.498 kPa單板壓降 P=0.7 kPa2.1.2 進(jìn)料狀態(tài)本次設(shè)計(jì)中采取飽和液體進(jìn)料。（q=1）2.1.3 加熱方式蒸餾可采用間接蒸汽加熱也可采用直接蒸汽加熱，例蒸餾釜?dú)堃褐械闹饕煞譃樗畷r(shí)，且在低濃度下輕組分的相對(duì)揮發(fā)度較大時(shí)宜用直接蒸汽加熱，其優(yōu)點(diǎn)是可以利用壓強(qiáng)在較低的加熱蒸汽以節(jié)省操作費(fèi)用，并省掉間接加熱設(shè)備。但由于直接蒸汽的加入，對(duì)釜內(nèi)溶液起一定的稀釋作用，在進(jìn)料條件和產(chǎn)品純度、輕組分收率一定的前提下，釜液組成相對(duì)降低，故需要在提餾段增加塔板以達(dá)到生產(chǎn)要求。本次設(shè)計(jì)采用的是間接

14、蒸汽加熱。2.1.4 冷卻劑與出口溫度精餾塔常以循環(huán)冷卻水為冷卻劑，將熱量從塔頂冷凝器中移出。且廠址選在江蘇地區(qū)，水資源豐富。設(shè)備的出口溫度一般在50左右。溫度10，故選用40 的冷卻水，否則，溶于水中的有些無機(jī)鹽將析出、結(jié)垢，影響傳熱效果。2.1.5 熱能的利用精餾過程的原理是多次部分冷凝和多次部分汽化。因此熱效率較低，通常進(jìn)入再沸器的能量只有 5%左右可以被有效利用。雖然塔頂蒸汽冷凝可以放出大量熱量，但是由于其位能較低，不可能直接用作為塔底的熱源。為此，我們擬采用塔釜?dú)堃簩?duì)原料液進(jìn)行加熱。2.2 確定設(shè)計(jì)方案的原則本課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容是分離苯-甲苯混合液。是依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況加以一定程度的簡

15、化而提出的。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器后送至儲(chǔ)罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，操作回流比采用最小回流比的 1.6 倍。3.工藝計(jì)算3.1.塔的物料衡算3.1.1 料液及塔頂塔底產(chǎn)品含苯摩爾分率3.1.2 平均分子量MF=0.639×78.11+(1-0.639)×92.13=83.171kg/kmolMD=0.974×78.11+(1-0.974)×92.13=78.475kg/kmolMW=0.0235×78.11+(1-0.023

16、5)×92.13=91.8005kg/kmol3.1.3 物料衡算原料處理量： 總物料衡算： 易揮發(fā)組分的物料衡算： 聯(lián)立代入數(shù)據(jù)，解得： 3.2 塔板數(shù)的確定3.2.1 理論塔板數(shù) NT的求取苯、甲苯屬理想物系，可采用 M.T.圖解法求 NT。3.2.1.1 根據(jù)苯、甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)作 y-x 圖（即圖 1）及 t-x-y 圖（即圖 2） 圖 1 y-x 關(guān)系圖 圖 2 t-x-y 關(guān)系圖3.2.1.2 求最小回流比 及操作回流比 在圖 1 中對(duì)角線自點(diǎn)(0.639,0.639)作垂線即進(jìn)料線（q 線），該線與平衡線交點(diǎn)坐標(biāo)為：（0.639，0.805），是最小回流比時(shí)操作線與平

17、衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)。適宜操作回流比： 3.2.1.3 求理論塔板數(shù) NT精餾段操作線為: 按常規(guī) M.T.作圖法解得：NT=(15-1)塊（不包括釜）。其中，精餾段理論塔板數(shù)為6塊，提餾段理論塔板數(shù)為8塊（不包括釜），第7塊為加料板。塔內(nèi)溫度的計(jì)算：采用內(nèi)差法計(jì)算塔內(nèi)的溫度1）塔頂在圖二中（0.97，80.66）（0.99，80.21）兩點(diǎn)之間可以看作為直線，設(shè)此線方程為t=kx+b,代入值解得k=-22.5，b=102.485所以t=-22.5x+102.485，當(dāng)xD=0.974時(shí)，tD=80.572）塔底在圖二中（0.01，109.91）（0.03，108.79）兩點(diǎn)之間可以看作為直線，設(shè)此

18、線方程為t=kx+b,代入值解得k=-56，b=110.47所以t=-56x+110.47，當(dāng)x=0.0235時(shí)，t=109.153）進(jìn)料在圖二中（0.60，88.8）（0.65，87.63）兩點(diǎn)之間可以看作為直線，設(shè)此線方程為t=kx+b,代入值解得k=-23.4，b=102.84所以t=-23.4x+102.84，當(dāng)xF=0.639時(shí)，tF=87.89所以全塔的平均溫度：3.2.2 全塔效率 ET依下式：求得塔平均溫度為92.54，根據(jù)液體粘度共線圖查得，在92.54下苯液體的粘度1=0.25 mPa.s，甲苯液體的粘度2=0.28 mPa.s3.2.3 實(shí)際塔板數(shù) N精餾段：NJ=6/0

19、.529=11.3，取12層提餾段：NQ=8/0.529=15.12，取16層3.3 塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算以精餾段為例進(jìn)行計(jì)算：3.3.1 操作壓強(qiáng) Pm塔頂壓強(qiáng) PD=40+101.3=141.3 kPa,取每層塔板壓降p=0.7 kPa,則進(jìn)料板壓強(qiáng)PF=141.3+12×0.7=149.7 kPa 精餾段平均操作壓強(qiáng)：3.3.2 溫度tm塔頂：tD=80.57 進(jìn)料： tF=87.89則精餾段平均溫度：3.3.3 平均分子量塔頂 xD=y1=0.974 X1=0.940MVDm=0.974×78.11+(1-0.974)×92.13=78.47 kg/

20、kmolMLDm =0.940×78.11+(1-0.940)×92.13=78.95 kg/kmol進(jìn)料板 yF= 0.774 XF=0.595MVFm=0.774×78.11+(1-0.774)×92.13=81.28 kg/kmolMLFm=0.595×78.11+(1-0.595)×92.13=83.79 kg/kmol則精餾段平均分子量: 3.3.4 平均密度3.3.4.1 液相密度依下式: (為質(zhì)量分?jǐn)?shù))塔頂: 813進(jìn)料板，由加料板液相組成 XA=0.595806.5故精餾段液相平均密度 3.3.4.2 氣相密度Vm3.

21、3.5 液體表面張力頂部 進(jìn)料 則精餾段平均表面張力為：3.3.6 液體粘度頂部 進(jìn)料 則精餾段平均液體粘度 3.4 精餾段氣液負(fù)荷計(jì)算4 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算4.1.塔徑 D塔板間距HT的選定很重要，它與塔高、塔徑、物系性質(zhì)、分離效率、塔的操作彈性，以及塔的安裝、檢修等都有關(guān)?？蓞⒄障卤硭窘?jīng)驗(yàn)關(guān)系選取初選板間距，取板上液層高度。表 2 板間距與塔徑的關(guān)系塔徑DT，m0.30.50.50.80.81.61.62.42.44.0板間距HT，mm200300250350300450350600400600精餾段：查史密斯關(guān)聯(lián)圖 得C20=0.070；依式校正物系表面張力為20.855 時(shí)，0

22、.0706可取安全系數(shù)為0.65，按標(biāo)準(zhǔn),塔徑圓整為0.7m,則空塔氣速0.46m/s。4.2 溢流裝置采用單溢流、弓型降液管、平形受液盤及平形溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。各項(xiàng)計(jì)算如下。4.2.1 溢流堰長因塔徑D0.7m，=（0.60.8）D，取堰長為=0.60D=0.60×0.7=0.42 m4.2.2出口堰高查液流收縮系數(shù)圖得 E=1.025，則m故4.2.3降液管的寬度與降液管的面積由 查圖817得，由下式計(jì)算液體在降液管中停留時(shí)間以檢驗(yàn)降液管面積，即（大于5s，符合要求）4.2.4降液管底隙高度取液體通過降液管底隙的流速 4.3塔板布置 精餾段：取邊緣區(qū)寬度 安定區(qū)寬度 4.3.2

23、 孔區(qū)面積4.4篩孔數(shù)與開孔率取篩空的孔徑為，正三角形排列，一般碳的板厚為,取3.0，故孔中心距依式計(jì)算塔板上的篩孔數(shù)依式計(jì)算塔板上開孔區(qū)的開孔率，即則每層板上的開孔面積為 氣體通過篩孔的氣速為 4.5 塔有效高度（精餾段）Z=(12-1)×0.4=4.4m4.6 塔高計(jì)算(從略)4.7 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算塔板的流體力學(xué)計(jì)算，目的在于驗(yàn)算預(yù)選的塔板參數(shù)是否能維持塔的正常操作，以便決定對(duì)有關(guān)塔板參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，最后還要作出塔板負(fù)荷性能圖。4.7.1氣體通過篩板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊褐叨萮p 依式4.7.1.1干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨纫?，查干篩孔的流量系數(shù)圖得，C0=0.78由式4.7.1.2

24、氣體穿過板上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋膳c關(guān)聯(lián)圖查得板上液層充氣系數(shù)=0.65，依式4.7.1.3克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨裙蕜t單板壓強(qiáng)降：4.7.2 霧沫夾帶量 ev 的驗(yàn)算故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生過量霧沫夾帶4.7.3 漏液的驗(yàn)算由式篩板的穩(wěn)定性系數(shù)，故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生過量漏液。4.7.4 液泛驗(yàn)算為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度按式， 而H=0.107m取，則故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)發(fā)生液泛。根據(jù)以上塔板的各項(xiàng)液體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為精餾段塔徑及各項(xiàng)工藝尺寸是適合的。 4.8塔板負(fù)荷性能圖 4.8.1 霧沫夾帶線（1）在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè) LS值，依式算出相應(yīng)的 VS值列于

25、表 2 中Ls /(m3/s)Vs /(m3/s)0.330.310.290.270.26依表中數(shù)據(jù)在 VS-LS 圖中作出霧沫夾帶線（1），如圖 3 所示。4.8.2 液泛線（2）=在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs值，計(jì)算結(jié)果列于表3 表3Ls /(m3/s)Vs /(m3/s)0.410.340.320.310.25依表中數(shù)據(jù)作出液泛線（2）,如圖 3 中線（2）所示。4.8.3 液相負(fù)荷上限線（3）以4s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限。 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線。如圖 3 （線3）所示。4.8.4 漏液線（氣相負(fù)荷下限線）（4） 此即氣相負(fù)荷下限關(guān)系式

26、，在操作范圍內(nèi)取若干 LS值，依（4）式計(jì)算 VS值，列于表 4，依表中數(shù)據(jù)作出氣相負(fù)荷下限線（4）,如圖 3 中線（4）所示。表4Ls /(m3/s)Vs /(m3/s)0.100.1080.110.120.1214.8.5 液相負(fù)荷下限線（5）對(duì)于平直堰，取堰上液層高度hOW0.006m作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。由式得 依此值在 VS-LS圖上作線（5）即為液相負(fù)荷下限線，如圖 3 所示。在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn)A，連接OA，即作出操作線。由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。由上圖查得 Vs,max=0.3 m3/s Vs,min=0.1 m3/s故操作彈性為 Vs,ma

27、x / Vs,min=35.設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算數(shù)據(jù)精餾段提留段各段平均壓強(qiáng)PmkPa145.5各段平均溫度tm85.96平均流量氣相VSm3/s0.232液相LSm3/s1.13×10-3實(shí)際塔板數(shù)N塊97板間距HTm0.40塔的有效高度Zm44塔徑Dm0.60空塔氣速um/s0.829塔板液流形式單流型單流型溢流管型式弓形弓形堰長lwm0.396堰高h(yuǎn)wm0.0456溢流堰寬度Wdm0.0744管底與受液盤距離hom0.036板上清液層高度hLm0.060.06孔徑domm5.05.0孔間距tmm15.015.0孔數(shù)n個(gè)520開孔面積Aam20.101篩孔氣速uom/

28、s0.08塔板壓降hPkPa0.048液體在降液管中停留時(shí)間s12.04降液管內(nèi)清液層高度Hdm0.22霧沫夾帶eVkg液/kg氣0.00054負(fù)荷上限霧沫夾帶控制霧沫夾帶控制負(fù)荷下限漏液控制漏液控制氣相最大負(fù)荷VS·maxm3/s 0.3氣相最小負(fù)荷VS·minm3/s01操作彈性 3附錄（符號(hào)說明） 塔板開孔面積， 漏液點(diǎn)氣速，m/s 降液管面積， 溢流堰高度，m 篩孔面積， V 塔內(nèi)上升蒸汽流量，kmol/h 塔截面積， 塔內(nèi)上升蒸汽流量，C 計(jì)算時(shí)的負(fù)荷系數(shù)，無因次 W 釜?dú)堃毫髁浚琸mol/h 流量系數(shù)，無因次 無效區(qū)寬度，mD 塔徑流出液流量，kmol/h 弓形

29、降液管寬度，mD 塔徑，m 安定區(qū)寬度，m 篩孔直徑，m x 液相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù) E 液流收縮系數(shù)，無因次 y 氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù) 全塔效率，無因次 Z 塔有效高度，m 霧沫夾帶量，kg液/kg氣 理論塔板數(shù) n 篩孔數(shù) 降液管底隙高度，m 堰上液層高度，m 篩孔氣速，m/s 與單板壓降相當(dāng)?shù)囊簩痈叨?，m F 進(jìn)料流量，kmol/h 溢流堰高度，m H 板間距，m；塔高，mK 篩板的穩(wěn)定系數(shù)，無因次 g 重力加速度，m/ L 塔內(nèi)下降液體的流量，kmol/h S 直接蒸汽量，kmol/h 塔內(nèi)下降液體的流量，kmol/h t 篩孔中心距，mm 溢流堰長度，m 板上鼓泡層高度，m

30、 與干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m 板上液層高度，mP 操作壓強(qiáng)，k 實(shí)際塔板數(shù) P 壓強(qiáng)降，k R 回流比 板上液層充氣系數(shù)，無因次 u 空塔氣速，m/s 氣相動(dòng)能因數(shù)，m/s q 進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù) 與氣流穿過板上液層的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋琺 與克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?，m 與液體流經(jīng)降液管壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋琺7.設(shè)計(jì)評(píng)述這次對(duì)苯-甲苯浮閥式連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)讓我們了解任務(wù)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，這次的設(shè)計(jì)使我明白了一般的精餾塔的設(shè)備和工作原理，還有在生產(chǎn)中要注意的問題，由于在設(shè)計(jì)過程中難免會(huì)有很多人為的因素，所以也存在不少的問題，在以后的學(xué)習(xí)和生產(chǎn)中，會(huì)更加認(rèn)真和細(xì)心去領(lǐng)悟問題的所在。8.參考

31、文獻(xiàn)1 譚天恩，竇梅，周明華.化工原理（上冊(cè)）M.第3版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.8.2 譚天恩，竇梅，周明華.化工原理（下冊(cè)）M.第3版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.8.3 王靜康.化工設(shè)計(jì)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995.4 張浩勤.化工原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.5 楊祖榮，劉麗英，劉偉. 化工原理M.第3版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.6 時(shí)鈞，汪家鼎，余國琮等.化學(xué)工程手冊(cè)M. 第2版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1996.7 朱有庭，曲文海，于浦義.化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.8 吳俊. 化工原理課程設(shè)計(jì)M. 上海：華東理工大學(xué)出版社，2011.9 李芳. 化工原理及設(shè)備課程設(shè)計(jì)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，201110 王國勝. 化工原理課程設(shè)計(jì)M. 大連：大連理