化工課程設計(共33頁)

1、 PAGE 37專業(yè)(zhuny)課程設計題目(tm)： 苯甲苯二元混合物分離(fnl)操作的精餾塔設計姓 名： 學 號： 班級： 指導教師： 完成日期： TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc376200883 一、化工原理課程設計任務書 PAGEREF _Toc376200883 h 3 HYPERLINK l _Toc376200884 1.1、設計(shj)名稱 PAGEREF _Toc376200884 h 3 HYPERLINK l _Toc376200885 1.2、設計(shj)要求 PAGEREF _Toc376200885 h 3 HYPERLIN

2、K l _Toc376200886 1.3、設計(shj)任務 PAGEREF _Toc376200886 h 3 HYPERLINK l _Toc376200887 1.4、設計說明書的內(nèi)容 PAGEREF _Toc376200887 h 4 HYPERLINK l _Toc376200888 1.5、設計進度 PAGEREF _Toc376200888 h 4 HYPERLINK l _Toc376200889 1.7、設計圖要求 PAGEREF _Toc376200889 h 4 HYPERLINK l _Toc376200890 二、文獻綜述 PAGEREF _Toc376200890

3、 h 4 HYPERLINK l _Toc376200891 三、實驗方案的確定 PAGEREF _Toc376200891 h 6 HYPERLINK l _Toc376200892 3.1、操作條件的確定 PAGEREF _Toc376200892 h 6 HYPERLINK l _Toc376200893 3.1.1操作壓力 PAGEREF _Toc376200893 h 7 HYPERLINK l _Toc376200894 3.1.2進料狀態(tài) PAGEREF _Toc376200894 h 7 HYPERLINK l _Toc376200895 3.1.3加熱方式 PAGEREF _

4、Toc376200895 h 7 HYPERLINK l _Toc376200896 3.2確定設計方案的原則 PAGEREF _Toc376200896 h 7 HYPERLINK l _Toc376200897 3.2.1滿足工藝和操作的要求 PAGEREF _Toc376200897 h 8 HYPERLINK l _Toc376200898 3.2.2滿足經(jīng)濟上的要求 PAGEREF _Toc376200898 h 8 HYPERLINK l _Toc376200899 四、塔體計算 PAGEREF _Toc376200899 h 9 HYPERLINK l _Toc376200900

5、 4.1設計方案的確定 PAGEREF _Toc376200900 h 9 HYPERLINK l _Toc376200901 4.2 精餾塔的物料衡算 PAGEREF _Toc376200901 h 9 HYPERLINK l _Toc376200902 4.2.1原料液級塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 PAGEREF _Toc376200902 h 9 HYPERLINK l _Toc376200903 4.2.2 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 PAGEREF _Toc376200903 h 9 HYPERLINK l _Toc376200904 4.2.3物料衡算 PAGEREF _T

6、oc376200904 h 9 HYPERLINK l _Toc376200905 五、塔板計算 PAGEREF _Toc376200905 h 10 HYPERLINK l _Toc376200906 5.1 塔板數(shù)的確定 PAGEREF _Toc376200906 h 10 HYPERLINK l _Toc376200907 5.1.1理論板數(shù)的求取 PAGEREF _Toc376200907 h 10 HYPERLINK l _Toc376200908 5.1.2實際板數(shù)的求取 PAGEREF _Toc376200908 h 11 HYPERLINK l _Toc376200909 5.

7、2 精餾段的計算 PAGEREF _Toc376200909 h 12 HYPERLINK l _Toc376200910 5.2.1精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 PAGEREF _Toc376200910 h 12 HYPERLINK l _Toc376200911 5.2.2精餾段氣液負荷計算 PAGEREF _Toc376200911 h 14 HYPERLINK l _Toc376200912 5.2.3.塔板主要工藝尺寸的計算 PAGEREF _Toc376200912 h 15 HYPERLINK l _Toc376200913 5.2.4.篩板的流體力學驗算 PAGERE

8、F _Toc376200913 h 18 HYPERLINK l _Toc376200914 5.2.5.精餾段塔板負荷性能圖 PAGEREF _Toc376200914 h 20 HYPERLINK l _Toc376200915 5.2.6.精餾(jn li)段篩板塔設計計算結(jié)果匯總 PAGEREF _Toc376200915 h 23 HYPERLINK l _Toc376200916 六、塔附件(fjin)設計 PAGEREF _Toc376200916 h 25 HYPERLINK l _Toc376200917 6.1 附件(fjin)的計算 PAGEREF _Toc3762009

9、17 h 25 HYPERLINK l _Toc376200918 6.1.1接管 PAGEREF _Toc376200918 h 25 HYPERLINK l _Toc376200919 6.1.2.筒體與封頭 PAGEREF _Toc376200919 h 28 HYPERLINK l _Toc376200920 6.2 附屬設備計算 PAGEREF _Toc376200920 h 28 HYPERLINK l _Toc376200921 6.2.1 泵的計算及選型 PAGEREF _Toc376200921 h 28 HYPERLINK l _Toc376200922 6.2.2冷凝器

10、PAGEREF _Toc376200922 h 29 HYPERLINK l _Toc376200923 6.2.3 再沸器 PAGEREF _Toc376200923 h 30 HYPERLINK l _Toc376200924 七、設計小結(jié) PAGEREF _Toc376200924 h 31 HYPERLINK l _Toc376200925 八、參考文獻 PAGEREF _Toc376200925 h 32一、化工原理課程設計任務書1.1、設計名稱苯甲苯二元混合物分離操作的精餾塔設計1.2、設計要求在一常壓操作的連續(xù)精餾塔內(nèi)分離苯甲苯混合物。已知原料液的處理量為（4.0 ）萬噸年（生產(chǎn)

11、時間300天年，每天24小時運行），原料中含苯（40% ）（質(zhì)量分數(shù)，下同），要求塔頂餾出液中苯含量為（96% ），塔底釜液中苯含量為（1% ）。已知參數(shù)：原料液溫度為20，泡點進料，塔頂壓強為4kPa（表壓），單板壓降不大于0.7kPa，全塔效率為52，塔板型式采用浮閥塔，蘇州地區(qū)建廠。其余參數(shù)自定。1.3、設計任務完成精餾塔的工藝設計，有關(guān)附屬設備的設計和選型，繪制精餾塔系統(tǒng)工藝流程圖和精餾塔結(jié)構(gòu)圖，編寫設計說明書。1.4、設計(shj)說明書的內(nèi)容1、目錄(ml)；2、設計(shj)題目及原始數(shù)據(jù)(任務書)；3、精餾過程有關(guān)計算(物料衡算、熱量衡算、理論塔板數(shù)、回流比、塔高、塔徑塔板設計

12、等)；4、主體設備設計計算及說明設計；5、結(jié)果概要(主要設備尺寸、衡算結(jié)果等)；6、主要進出管徑的計算；7、參考文獻；1.5、設計進度(1) 設計動員，下達設計任務書 0.5天；(2) 搜集資料，閱讀教材，擬定設計進度 1.0天；(3) 設計計算（包括電算，編寫說明書草稿） 4.0天；(4) 整理，抄寫說明書 1.0天；(5) 繪工藝流程圖和精餾塔結(jié)構(gòu)圖 1.5天；1.6、設計成績評分體系成績分為五檔：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格評定方法：圖紙45% 說明書45% 平時10%1.7、設計圖要求1、用A2(420594)圖紙繪制裝置圖一張含接管表設備部件明細表、標題欄；2、用A2(420594

13、)圖紙繪制設備流程圖一張；3、用坐標紙繪制苯甲苯溶液的y-x圖，并用圖解法求理論塔板數(shù)。 二、文獻綜述塔設備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應用的氣液傳質(zhì)設備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。板式塔內(nèi)設置一定數(shù)目的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過板上液層進行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體自塔頂沿填料表面下流，氣體逆流向上（也有并流向下者）與液相接觸進行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成沿塔高連續(xù)變化，屬微分接觸操作過程。工業(yè)上對塔設備的主要要求是：（1）生產(chǎn)能力大；（2）傳熱、傳質(zhì)效率高；（3）氣流的摩擦阻力??；（4）操作穩(wěn)定

14、，適應性強，操作彈性大；（5）結(jié)構(gòu)(jigu)簡單，材料耗用量少；（6）制造安裝容易，操作維修方便。此外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等。板式塔大致(dzh)可分為兩類：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮閥、篩板、導向篩板、新型垂直篩板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）無降液管的塔板，如穿流式篩板（柵板）、穿流式波紋板等。工業(yè)應用較多的是有降液管的塔板，如浮閥、篩板、泡罩塔板等。苯的沸點(fidin)為80.1，熔點為5.5，在常溫下是一種無色、味甜、有芳香氣味的透明液體，易揮發(fā)。苯比水密度低，密度為0.88g/ml，但其分子質(zhì)量比水重。苯難溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一種良好的有機溶劑

15、，溶解有機分子和一些非極性的無機分子的能力很強。甲苯是最簡單，最重要的芳烴化合物之一。在空氣中，甲苯只能不完全燃燒，火焰呈黃色。甲苯的熔點為-95 ，沸點為111 。甲苯帶有一種特殊的芳香味（與苯的氣味類似），在常溫常壓下是一種無色透明，清澈如水的液體，密度為0866克厘米3，對光有很強的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯幾乎不溶于水(0,52 g/l)，但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多數(shù)其他常用有機溶劑中也有很好的溶解性。甲苯的粘性為0,6 mPa s，也就是說它的粘稠性弱于水。甲苯的熱值為40.940 kJ/kg，閃點為4 ，燃點為535 。分離苯和甲苯，

16、可以利用二者沸點的不同，采用塔式設備改變其溫度，使其分離并分別進行回收和儲存。板式精餾塔、浮法塔都是常用的塔類型，可以根據(jù)不同塔各自特點選擇所需要的塔。篩板是在塔板上鉆有均布的篩孔，呈正三角形排列。上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過板上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層（或噴射的液滴群）。篩板塔是1932年提出的，當時主要用于釀造，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造維修方便，造價低，氣體壓降小，板上液面落差較小，相同條件下生產(chǎn)能力高于浮閥塔，塔板效率接近浮閥塔。其缺點是穩(wěn)定操作范圍窄，小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理粘性(zhn xn)大的、臟的和帶固體粒子的料液。但設計良好的篩板塔仍具有足夠的操作彈性，對易引起堵塞的

17、物系可采用大孔徑篩板，故近年我國對篩板的應用日益增多，所以在本設計中設計該種塔型。三、實驗方案(fng n)的確定3.1、操作(cozu)條件的確定確定設計方案是指確定整個精餾裝置的流程(lichng)、各種設備的結(jié)構(gòu)型式和某些操作指標。例如組分的分離順序、塔設備的型式、操作壓力、進料熱狀態(tài)、塔頂蒸汽的冷凝方式等。下面結(jié)合課程設計的需要，對某些問題作些闡述。3.1.1操作壓力蒸餾操作通?？稍诔骸⒓訅汉蜏p壓下進行。確定操作壓力時，必須根據(jù)所處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性進行考慮。例如，采用減壓操作有利于分離相對揮發(fā)度較大組分及熱敏性的物料，但壓力降低將導致塔徑增加，同時還需

18、要使用抽真空的設備。對于沸點低、在常壓下為氣態(tài)的物料，則應在加壓下進行蒸餾。當物性無特殊要求時，一般是在稍高于大氣壓下操作。但在塔徑相同的情況下，適當?shù)靥岣卟僮鲏毫梢蕴岣咚奶幚砟芰?。有時應用加壓蒸餾的原因，則在于提高平衡溫度后，便于利用蒸汽冷凝時的熱量，或可用較低品位的冷卻劑使蒸汽冷凝，從而減少蒸餾的能量消耗。3.1.2進料狀態(tài) 進料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負荷都有密切的聯(lián)系。在實際的生產(chǎn)中進料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預熱到泡點或接近泡點才送入塔中，這主要是由于此時塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。此外，在泡點進料時，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設計和制造上提供了方便

19、。3.1.3加熱(ji r)方式蒸餾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設置再沸器。有時也可采用直接蒸汽加熱。然而，直接蒸汽加熱，由于蒸汽的不斷通入，對塔底溶液起了稀釋作用，在塔底易揮發(fā)物損失量相同的情況下，塔底殘液中易揮發(fā)組分的濃度應較低，因而塔板數(shù)稍有增加。采用直接蒸汽加熱時，加熱蒸汽的壓力要高于釜中的壓力，以便克服蒸汽噴出小孔的阻力(zl)及釜中液柱靜壓力。對于苯-甲苯溶液(rngy)，一般采用1.12.0KPa（表壓）。3.2確定設計方案的原則確定設計方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學技術(shù)上的最新成就，使生產(chǎn)達到技術(shù)上最先進、經(jīng)濟上最合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低消耗的原則

20、。為此，必須具體考慮如下幾點：3.2.1滿足工藝和操作的要求所設計出來的流程和設備，首先必須保證產(chǎn)品達到任務規(guī)定的要求，而且質(zhì)量要穩(wěn)定，這就要求各流體流量和壓頭穩(wěn)定，入塔料液的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而需要采取相應的措施。其次所定的設計方案需要有一定的操作彈性，各處流量應能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，必要時傳熱量也可進行調(diào)整。因此，在必要的位置上要裝置調(diào)節(jié)閥門，在管路中安裝備用支線。計算傳熱面積和選取操作指標時，也應考慮到生產(chǎn)上的可能波動。再其次，要考慮必需裝置的儀表(如溫度計、壓強計，流量計等)及其裝置的位置，以便能通過這些儀表來觀測生產(chǎn)過程是否正常，從而幫助找出不正常的原因，以便采取相應措施。3.2.

21、2滿足經(jīng)濟上的要求要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設備及基建費用。如前所述在蒸餾過程中如能適當?shù)乩盟?、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能消耗。又如冷卻水出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量，另方面也影響到所需傳熱面積的大小，即對操作費和設備費都有影響。同樣，回流比的大小對操作費和設備費也有很大影響。3.2.3保證安全(nqun)生產(chǎn)例如苯屬有毒物料，不能讓其蒸汽彌漫車間(chjin)。又如，塔是指定在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過大或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都會使塔受到破壞，因而需要安全裝置。以上三項原則在生產(chǎn)中都是同樣重要的。但在化工原理(yunl)課程設計中，對第一個原則應作較多的

22、考慮，對第二個原則只作定性的考慮，而對第三個原則只要求作一般的考慮。 四、塔體計算4.1設計方案的確定本設計采用連續(xù)精餾流程，飽和液體進料。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。該物系屬于易分離物系，最小回流比比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用飽和蒸汽間接加熱，塔底產(chǎn)品冷卻后送至儲罐。4.2 精餾塔的物料衡算4.2.1原料液級塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 4.2.2 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾(m r)質(zhì)量 4.2.3物料(w lio)衡算總物料(w lio)衡算 易揮發(fā)組分物料衡算 聯(lián)立以上

23、二式得： 五、塔板計算5.1 塔板數(shù)的確定5.1.1理論(lln)板數(shù)的求取(qi q)(1)相對揮發(fā)(huf)度的求取苯的沸點為80.1，甲苯額沸點為110.6當溫度為80.1時 解得，當溫度為110.6時 解得，則有 苯、甲苯屬理想物系，可采用M.T.圖解法求(1) 根據(jù)苯、甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)作y-x圖及t-x-y圖，見圖紙（圖-1）（圖-2）。(2)求最小回流比 及操作回流比 。因泡點進料，在圖-1中對角線上自點e（0.44,0.44）作垂線即為進料線（q線），該線與平衡線的交點坐標為，此及最小回流比時操作線與平衡線的交點坐標。依最小回流比計算式：回流(hu li)比為最小回流比的2倍，

24、即(3)求理論(lln)板。精餾(jn li)段操作線方程 提餾段操作線方程 由圖-1作圖法解得：=13層（不包括再沸器），精餾段理論板數(shù)為5，提餾段為8層，第6塊板為進料板。5.1.2實際板數(shù)的求取取全塔效率為0.52，則有 5.2 精餾段的計算5.2.1精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算(1)操作壓力的計算塔頂?shù)牟僮鲏毫?每層塔板的壓降 進料板壓力 精餾段平均壓力 (2)操作溫度的計算(j sun)依據(jù)(yj)操作壓強，依下式試差計算操作溫度： 試差計算結(jié)果，塔頂溫度(wnd) 進料板溫度 精餾段平均溫度 (3)平均摩爾質(zhì)量計算塔頂平均摩爾質(zhì)量的計算，進料板平均摩爾質(zhì)量的計算由理圖-1可

25、知，精餾段的平均摩爾質(zhì)量為(4)平均密度計算 氣相平均密度計算由理想氣體狀態(tài)方程式計算，即 液相平均密度計算液相平均密度計算依下式計算，即：塔頂液相平均密度(md)的計算。由，查液體在不同溫度(wnd)下的密度表得： 進料板液相平均(pngjn)密度的計算。由，查液體在不同溫度下的密度表得： 精餾段的平均密度為：(5)液體平均表面張力的計算液相平均表面張力依下式計算，即：塔頂液相平均表面張力的計算。進料板液相平均表面張力的計算。 精餾段平均表面張力為：(6)液體平均黏度計算液相平均(pngjn)黏度依下式計算，即：塔頂液相平均(pngjn)黏度的計算： 精餾段液相平均(pngjn)黏度為：5.

26、2.2精餾段氣液負荷計算(1)塔徑的計算精餾段的氣、液相體積流率為： 5.2.3.塔板主要工藝尺寸的計算塔徑D取板間距，板上液層高度，則由，式中C由求取(qi q)，其中由篩板塔汽液負荷(fh)因子曲線圖查取，取安全系數(shù)(nqun xsh)為0.7，則空塔氣速為：按標準塔徑圓整后為。塔截面積為：(1)溢流裝置計算選用單溢流、弓形降液管，采用平形受液盤及平行溢流堰，不設進口堰。各項計算如下：溢流堰長取 出口堰高，由, 查圖知E為1.02則取板上清液層高度(god)故弓形(n xn)降液管寬度和截面積：由，查弓形(n xn)降液管參數(shù)圖得： 則：，驗算液體在降液管中停留時間，即：故降液管設計合理。

27、降液管底隙的流速，則：故降液管底隙高度設計合理。 (2)塔板布置 = 2 * GB3 邊緣區(qū)寬度確定：取安定區(qū)寬度，邊緣區(qū)寬度 = 3 * GB3 開孔區(qū)面積計算。開孔區(qū)面積計算為：其中(qzhng) 故 = 4 * GB3 篩孔數(shù)與開孔率由于苯和甲苯?jīng)]有(mi yu)腐蝕性，可選用碳鋼板(gngbn)，取篩孔直徑。篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為：篩孔數(shù)目n為：開孔率為：（在5%-15%范圍內(nèi)）每層塔板上的開孔面積為 氣體通過篩孔的氣速為：(2)精餾塔有效高度的計算精餾段有效高度為：提餾段有效高度為：在進料板上方開一人孔，其高度為0.8m，故精餾塔的有效高度為：5.2.4.篩板的流體力學(

28、li t l xu)驗算(一)氣體(qt)通過篩板壓強降相當?shù)囊褐叨纫朗剑?= 1 * GB3 干板壓強將相當(xingdng)的液柱高度計算由，查篩板塔汽液負荷因子曲線圖得故 = 2 * GB3 氣體穿過板上液層壓強降相當?shù)囊褐叨扔嬎?查充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖得。故。 = 3 * GB3 液體表面張力的阻力計算。液體表面張力所產(chǎn)生的阻力由下式計算，即：氣體通過每層塔板的液柱高度按下式計算：氣體通過每層塔板的壓降為： (3) 霧沫夾帶(jidi)量的驗算(yn sun)液沫夾帶(jidi)按下式計算：故在本設計中霧沫夾帶量在允許的范圍內(nèi)。(4) 漏液驗算漏液點氣速按下式計算：穩(wěn)定系數(shù)為故在本設計中

29、無漏液。(5) 液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高應服從下式所表示的關(guān)系，即：苯甲苯物系屬一般物系，取，則：而 板上不設進口堰，按下式計算：，故本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。5.2.5.精餾(jn li)段塔板負荷性能圖 (1)霧沫夾帶(jidi)線以為限，求關(guān)系(gun x)如下：由整理得在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果列于下表表4-2 霧沫夾帶線計算結(jié)果 0.0006 0.0015 0.0030 0.0045 2.418 2.324 2.202 2.101 由上表數(shù)據(jù)即可作出霧沫夾帶線1 (2)液泛線 (1) 近似取E為1.0，由此可知由 將為0.4，為0.047，及上式

30、代入關(guān)系式：整理(zhngl)得在操作范圍(fnwi)內(nèi)，任取幾個值，依上式計算(j sun)出值，計算結(jié)果列于下表表4-3液泛線計算表 0.0006 0.0015 0.0030 0.0045 3.583 3.394 3.130 2.883 由上表即可作出液泛線2(3)液相負荷上限線以作為液體在降液管中停留時間 據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上限線3。(4)漏液線由 代入漏點氣速式：得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計算出值，計算結(jié)果列于下表表4-1 漏液線計算結(jié)果 0.0006 0.0015 0.0030 0.0045 0.518 0.532 0.549 0.563 由上表數(shù)據(jù)(s

31、hj)即可作出漏液線4(5)液相負荷(fh)下限線對于平直(pn zh)堰，取堰上液層高度=0.006m作為液相負荷下限條件取E為1.0則據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線（5）根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負荷性能圖，如圖紙（3）精餾段負荷性能圖在負荷性能圖上，作出操作點P(0.86,0.0024)，連接OP，即作出操作線。由上圖可看出，該操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。由圖查得： = 0.502 = 2.01 故操作彈性為：/=4.005.2.6.精餾段篩板塔設計(shj)計算結(jié)果匯總序號項目數(shù)值123456789101112131415161718192021222324

32、2526272829平均溫度平均壓力氣相流量液相流量塔的有效高度實際塔板數(shù)塔徑/m板間距m溢流形式降液管形式堰長/m堰高/m溢流堰寬度/m管底與受液盤距離/m板上清液層高度/m孔徑/mm孔間距/mm孔數(shù)開孔區(qū)面積/篩孔氣速/(m/s)塔板壓降/kPa液體在降液管中停留時間/s降液管內(nèi)清夜層高度/m霧沫夾帶量/(kg液/kg氣)負荷上限負荷下限氣相最大負荷/氣相最小負荷/ 操作彈性90.8108.80.860.002410.4101.40.40單溢流弓形0.9240.0470.17360.0320.065.015.042460.00510.320.52913.340.1270.0047霧沫夾帶控

33、制漏液控制2.010.5024.00 六、塔附件(fjin)設計6.1 附件(fjin)的計算6.1.1接管(jigun)(1)進料管進料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進料管、彎管進料管、T形進料管。本設計采用直管進料管。F=5600Kg/h , =792.6Kg/ 則體積(tj)流量 管內(nèi)(un ni)流速則管徑取進料管規(guī)格(gug)452.5 則管內(nèi)徑d=39mm進料管實際流速(2)回流管采用直管回流管，回流管的回流量塔頂液相平均摩爾質(zhì)量,平均密度則液體流量取管內(nèi)流速則回流管直徑可取回流管規(guī)格322.5 則管內(nèi)直徑d=27mm回流管內(nèi)實際流速(3)塔頂蒸汽接管塔頂蒸汽密度塔頂汽相平均摩爾質(zhì)量則整

34、齊體積流量：取管內(nèi)蒸汽流速則可取回流管規(guī)格2197 則實際管徑d=205mm塔頂蒸汽接管(jigun)實際流速(4)釜液排出(pi ch)管塔底w=36.13kmol/h 平均(pngjn)密度平均摩爾質(zhì)量體積流量：取管內(nèi)流速則可取回流管規(guī)格332.5 則實際管徑d=27mm塔頂蒸汽接管實際流速(5)塔釜進氣管V=111.28 相平均摩爾質(zhì)量塔釜蒸汽密度塔頂汽相平均摩爾質(zhì)量則塔釜蒸汽體積流量：取管內(nèi)蒸汽流速則可取回流管規(guī)格20010 則實際管徑d=180mm塔頂蒸汽接管實際流速(6)法蘭 由于常壓操作，所有法蘭均采用(ciyng)標準管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應法蘭。進料管接管

35、(jigun)法蘭：PN6DN70 HG 5010回流(hu li)管接管法蘭：PN6DN50 HG 5010塔釜出料管接法蘭：PN6DN80 HG 5010塔頂蒸汽管法蘭：PN6DN500 HG 5010塔釜蒸汽進氣管法蘭：PN6DN500 HG 50106.1.2.筒體與封頭(1)筒體 壁厚選6mm 所用材質(zhì)直徑為A3 (2)封頭 封頭采用橢圓形封頭，由公稱直徑DN=1400mm, 查板式塔曲面高度表得曲面高度 h1=450mm，直邊高度h0=40mm，內(nèi)表面積F封=3.73m2 容積V封=0.866m3選用封頭 DN14006，J13-1154(3)裙座由于裙座內(nèi)徑800mm，故裙座壁厚

36、取16mm基礎環(huán)內(nèi)徑：基礎環(huán)外徑：圓整 基礎環(huán)厚度，考慮到腐蝕余量取18mm 考慮到再沸器，裙座高度取3m， 地角螺栓直徑取M30(4)塔總體高度的設計塔的頂部空間高度為1200m （取除味器到第一塊板的距離為600mm）塔底高度H1=HTN5150=400(24-1)+50150=9.95mH=H1+H裙+H封+H頂=9.95+3+0.49+1.2=15.58m6.2 附屬(fsh)設備計算6.2.1 泵的計算(j sun)及選型進料溫度(wnd)tq=99.5 已知進料量F=5600kg/h=1.56kg/s 取管內(nèi)流速則故可采用GB3091-93 573.5的油泵則內(nèi)徑d=57-3.52

37、=50mm 代入得取絕對粗糙度為則相對粗糙度為摩擦系數(shù) 由 =0.034進料口位置高度h=100.4+0.62=5.2揚程(yngchng)可選擇(xunz)泵為IS50321606.2.2冷凝器塔頂溫度(wnd)tD=82.1 冷凝水t1=20 t2=30 則由tD=82.1 查液體比汽化熱共線圖得又氣體流量Vh=3661.2m3/h塔頂被冷凝量 冷凝的熱量取傳熱系數(shù)K=600W/m2k，則傳熱面積冷凝水流量6.2.3 再沸器塔底溫度tw=108.89 用t0=135的蒸汽，釜液出口溫度t1=112則 由tw=108.89 查液體(yt)比汽化熱共線圖得又氣體(qt)流量Vh=3567.6m

38、3/h 密度(md)則取傳熱系數(shù)K=600W/m2k，則傳熱面積加熱蒸汽的質(zhì)量流量 七、設計小結(jié)經(jīng)過一個星期的努力，終于完成了苯甲苯二元混合物分離操作的精餾塔設計的課程設計?？偟膩碚f，這次設計的內(nèi)容復雜繁瑣，但只要細心地計算，一步一步的把思路縷清晰，就能夠完成課程設計的任務。萬事開頭難，剛開始著手計算時，思路有點混亂，不知道應該先算哪個儲料罐里的物料量。在老師詳細地講解與分析下，終于茅塞頓開。程老師仔細地把計算過程中容易算錯的位置給我們指出，并且把工藝流程仔細地講解了一遍。接下來的計算可以說是游刃有余了。我們這一組的同學趁熱打鐵，把老師講解的東西鞏固了一遍后就開始認真地計算了。雖然在計算的過程中仍會遇到一些小小的困難，但是通過與