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文檔簡介
1、<p> 化工原理課程設(shè)計(jì)說明書</p><p> 題 目:160噸/天芳烴分離精餾塔設(shè)計(jì)</p><p><b> 學(xué)生姓名: </b></p><p> 學(xué) 號: </p><p> 專業(yè)班級:化學(xué)工程與工藝 </p><p> 指導(dǎo)教師: &
2、lt;/p><p> 2013年8月19日~2013年9月6日</p><p> 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p> 專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級: 學(xué)生: </p><p><b> 一 、題 目</b></p><p> 設(shè)計(jì)一連續(xù)操作精餾裝置,用以分離 芳烴 混合物。&
3、lt;/p><p><b> 二、原 始 數(shù) 據(jù)</b></p><p><b> 1、原 料</b></p><p> 處理量 160 噸/天</p><p> 組成(質(zhì)量分率) 苯,0.08;甲苯,0.35;乙苯0.48;鄰二甲苯0.09; </p>
4、<p> 進(jìn)料狀態(tài)(氣化分率) 0 </p><p><b> 2、 產(chǎn)品要求</b></p><p> 塔頂產(chǎn)品 甲苯收率≥98.5% </p><p> 塔底產(chǎn)品 乙苯收率≥98%
5、 </p><p><b> 三、 設(shè)計(jì)要求 </b></p><p> 1. 用Mathcad 、Excel或手算完成塔的簡捷計(jì)算及塔板設(shè)計(jì)、換熱器等的選用</p><p> 2. 若在設(shè)計(jì)前已完成Aspen plus或ProⅡ軟件的學(xué)習(xí),采用軟件完成塔的嚴(yán)格設(shè)計(jì)</p>
6、;<p> 3. 用Autocad繪制流程簡圖、浮閥排列圖、塔體總圖及塔盤裝配圖</p><p> 4. 說明書(電子版)</p><p> 5. 提交電子版文檔及紙板:設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算源程序、圖紙</p><p> 發(fā)出日期 2013 年8月19 日 交入日期 2013 年 9 月 6 日</p>
7、<p><b> 指導(dǎo)教師 </b></p><p> 摘要:芳烴混合物苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯采用精餾原理,利用一連續(xù)操作精餾</p><p> 塔,將其分離,并達(dá)到塔頂產(chǎn)品甲苯收率98.5%,塔底產(chǎn)品乙苯收率98%的產(chǎn)品分</p><p><b> 離要求。</b></p><
8、p> 化工原理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括設(shè)計(jì)方案的確定、精餾塔的化工工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、附屬設(shè)備的選型與校核、工藝流程圖的繪制、主體設(shè)備的圖的繪制及設(shè)計(jì)說明書的編寫等。而且要求對所設(shè)計(jì)的過程方案進(jìn)行模擬、優(yōu)化。本次設(shè)計(jì)運(yùn)用到Aspen Plus、MathCAD、AutoCAD、EDR 等軟件,綜合運(yùn)用所學(xué)的化工方面的知識,提高學(xué)生學(xué)以致用的能力。</p><p> 關(guān)鍵詞:芳烴分離、工藝計(jì)算、設(shè)備計(jì)算</p
9、><p><b> 目錄</b></p><p> 第一章 前言 .......................................................................................................... 7</p><p> 第二章 流程簡圖 ............
10、...................................................................................... 7</p><p> 第三章 物料衡算 ...................................................................................................
11、8</p><p> 3.1 全塔物料衡算 .............................................................................................…8</p><p> 3.2 塔的適宜工作條件 ......................................................
12、.............................…11</p><p> 3.2.1 操作壓力的確定 .....................................................................................11</p><p> 3.2.2 操作溫度的確定 ...........................
13、......................................................... 12</p><p> 3.3 驗(yàn)證清晰分割 .............................................................................................. 12</p><p> 3.4 最小
14、回流比的計(jì)算 ................................................................................... 15</p><p> 3.5 最小理論板數(shù)的計(jì)算 ............................................................................... 16</p&g
15、t;<p> 3.6 實(shí)際回流比、塔板數(shù)、進(jìn)料位置的計(jì)算 ............................................. 15</p><p> 第四章 熱量衡算 ................................................................................................ 19<
16、/p><p> 4.1 冷凝器、冷卻器熱負(fù)荷 .......................................................................... 19</p><p> 4.2 塔頂產(chǎn)品帶出的熱量 ........................................................................
17、....... 20</p><p> 4.3 進(jìn)料帶入的熱量 ....................................................................................... 20</p><p> 4.4 塔底產(chǎn)品帶出的熱量 ................................................
18、............................... 20</p><p> 4.5 塔底再沸器的熱負(fù)荷 ............................................................................... 21</p><p> 4.6 散失于周圍的熱量 ...............................
19、.................................................... 21</p><p> 4.7 確定冷卻水及加熱蒸汽的用量 .............................................................. 21</p><p> 第五章 板式精餾塔塔板設(shè)計(jì) ......................
20、..................................................... 22</p><p> 5.1 塔徑的計(jì)算 ............................................................................................... 22</p><p> 5.1.1 計(jì)算精餾
21、段塔徑 ................................................................................ 22</p><p> 5.1.2 計(jì)算提餾段塔徑 ................................................................................ 27</p>&
22、lt;p> 5.2 塔板設(shè)計(jì) ................................................................................................... 31</p><p> 5.2.1 溢流裝置的設(shè)計(jì) ..............................................................
23、................... 31</p><p> 5.2.2 溢流堰的尺寸設(shè)計(jì) ............................................................................. 32</p><p> 5.2.3 受液盤的設(shè)計(jì) ............................................
24、......................................... 32</p><p> 5.2.4 降液管的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 33</p><p> 5.2.5 進(jìn)口堰的設(shè)計(jì) ................
25、..................................................................... 33</p><p> 5.3 塔板布置 ................................................................................................... 34</p>&l
26、t;p> 5.3.1 浮閥的閥型 ........................................................................................ 34</p><p> 5.3.2 浮閥的排列 .........................................................................
27、............... 34</p><p> 5.3.3 開孔率 ................................................................................................ 34</p><p> 5.3.4 塔板布置 ....................................
28、........................................................ 35</p><p> 5.3.5 標(biāo)準(zhǔn)化塔板布置 ................................................................................ 36</p><p> 5.4 塔板的水力學(xué)校核 .....
29、.............................................................................. 37</p><p> 5.4.1 塔板壓降 ............................................................................................. 37</p>
30、;<p> 5.4.2 霧沫夾帶量 ......................................................................................... 38</p><p> 5.4.3 降液管內(nèi)液面高度 ................................................................
31、............ 40</p><p> 5.4.4 漏液 ...................................................................................................... 42</p><p> 5.4.5 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間及流速 .......................
32、........................ 42</p><p> 5.4.6 塔板水力學(xué)校核及塔板的負(fù)荷性能圖 ........................................... 43</p><p> 第六章 塔體的初步計(jì)算 ..................................................................
33、................. 44</p><p> 6.1 塔體設(shè)計(jì) ................................................................................................... 44</p><p> 6.1.1 筒體 ..................................
34、.................................................................... 44</p><p> 6.1.2 封頭 ...................................................................................................... 45</p>
35、<p> 6.1.3 人孔和手孔的設(shè)計(jì) ............................................................................. 45</p><p> 6.1.4 塔高 ..................................................................................
36、.................... 45</p><p> 6.1.5 裙座 ...................................................................................................... 46</p><p> 6.2 接管的設(shè)計(jì) ...........................
37、.................................................................... 46</p><p> 6.2.1 塔頂蒸汽出口管徑 ............................................................................. 46</p><p> 6.2.2 回流
38、管管徑 ......................................................................................... 46</p><p> 6.2.3 進(jìn)料管管徑 .........................................................................................
39、 47</p><p> 6.2.4 塔底出料管管徑 ................................................................................. 47</p><p> 6.2.5 塔頂至再沸器的接管管徑 .......................................................
40、......... 48</p><p> 6.2.6 重沸器返塔聯(lián)接管管徑 .................................................................... 49</p><p> 第七章 塔的輔助設(shè)備選用 .............................................................
41、.................. 50</p><p> 7.1 塔頂冷凝器選用 ....................................................................................... 50</p><p> 7.2 冷卻器選用 .........................................
42、...................................................... 59</p><p> 7.3 再沸器選用 ............................................................................................... 59</p><p> 7.4 泵的選用
43、................................................................................................... 59</p><p> 第八章 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表..................................................................................59
44、</p><p> 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 62</p><p><b> 第一章 前言</b></p><p> 化工原理課程設(shè)計(jì)
45、是化工原理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程和有關(guān)必修課程的基本知識,聯(lián)系石油化工生產(chǎn)實(shí)際,完成以某一具體的單元操作為主的一次設(shè)計(jì)實(shí)踐?;ぴ碚n程設(shè)計(jì)的目的和要求是:提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)的能力;提高分析問題和獨(dú)立工作的能力;培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng);提高工程繪圖的能力。</p><p> 第二章 流程簡圖</p><p> 圖2—
46、1 精餾塔流程簡圖</p><p> 第三章 精餾塔工藝計(jì)算</p><p> 3.1 全塔物料衡算</p><p> 表3-1 進(jìn)料數(shù)據(jù)表</p><p> 由設(shè)計(jì)任務(wù)知,甲苯為輕關(guān)鍵組分,乙苯為重關(guān)鍵組分</p><p> 清晰分割下作物料衡算:</p><p> 將進(jìn)料質(zhì)量
47、分率改為摩爾分率</p><p> 進(jìn)料平均相對分子質(zhì)量</p><p> 已知進(jìn)料質(zhì)量流率為160ton/day</p><p><b> 采用清晰分割</b></p><p><b> 已知</b></p><p> 同樣的方法可以求得塔頂和塔底的質(zhì)量流率,以及
48、各組分所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。列出物料衡算表3-2</p><p> 表3-2 清晰分割物料衡算表</p><p> 3.2 塔的適宜工作條件</p><p> 3.2.1 操作壓力的計(jì)算</p><p> 1. 塔頂壓力的計(jì)算</p><p> 設(shè)回流罐的溫度t=45℃</p><p>&
49、lt;b> 根據(jù)安托因方程</b></p><p> 求各組分在t下的飽和蒸汽壓</p><p><b> 所以回流罐的壓力</b></p><p> 由于壓力小于1atm,減壓操作,為方便起見,我們采用常壓冷回流故塔頂凝液罐壓力為1atm</p><p> 常壓精餾,蒸汽通過塔頂餾出線及冷凝
50、器的阻力為</p><p> ΔP := 0.15atm</p><p><b> 所以塔頂壓力為</b></p><p> PD := 1.15atm = 116.52375 kPa</p><p> 2. 塔底壓力的計(jì)算</p><p> 設(shè)定實(shí)際塔板數(shù)為30塊,單板壓降取5mmHg
51、</p><p><b> NP := 30</b></p><p> ΔP0 := 0.0065789atm</p><p> PW := PD + NP× ΔP0 = 1.34737 atm</p><p><b> 所以塔底壓力為</b></p><p&g
52、t; PW = 136.52196 kPa</p><p> 3.2.2 操作溫度的確定</p><p> 常壓操作,可近似認(rèn)為是理想體系</p><p><b> 1.塔頂溫度的計(jì)算</b></p><p><b> 由露點(diǎn)方程得</b></p><p> tD
53、 := 111.0965 °C</p><p><b> 2.塔底溫度的計(jì)算</b></p><p><b> 由泡點(diǎn)方程得</b></p><p> tW := 148.46994 °C</p><p><b> 3.進(jìn)料溫度的估計(jì)</b><
54、/p><p><b> 設(shè)第15塊板進(jìn)料</b></p><p> PF := PD + 15ΔP0 = 126.52286 kPa</p><p> 因?yàn)槭桥蔹c(diǎn)進(jìn)料所以由泡點(diǎn)方程可以求得</p><p><b> 進(jìn)料溫度為</b></p><p> tF := 12
55、6.00551 °C</p><p> 3.3.驗(yàn)證清晰分割</p><p><b> 相對揮發(fā)度</b></p><p> 塔頂溫度下的各組分的飽和蒸氣壓:</p><p> 以重組分乙苯為基準(zhǔn)的各組分的相對揮發(fā)度</p><p><b> 塔底溫度下:</b
56、></p><p> 以重組分乙苯為基準(zhǔn)的相對揮發(fā)度</p><p> 平均相對揮發(fā)度 </p><p><b> 根據(jù)亨斯特別克公式</b></p><p><b> 已知</b></p><p><b> 可以視為清晰分割</b>
57、;</p><p> 即 xDD := 0 xAW := 0</p><p> 3.4 最小回流比的計(jì)算</p><p><b> 由恩德伍德公式</b></p><p><b> 取</b></p><p> θ在1和2.06438之間滿足要求</p>
58、;<p><b> 取初值</b></p><p><b> b := 1.5</b></p><p> 3.5 最小理論板數(shù)的計(jì)算</p><p> 由芬克斯公式求最小理論塔板數(shù)</p><p> 3.6 實(shí)際回流比、塔板數(shù)、進(jìn)料位置的計(jì)算</p><p
59、><b> 吉利蘭關(guān)聯(lián)式</b></p><p> 表3-3 回流比、進(jìn)料位置、塔板數(shù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)表</p><p> 由上表做出(R+1)N與R/Rmin關(guān)系圖如下</p><p> 圖3-1 (R+1)N與R/Rmin關(guān)系圖</p><p> 最低點(diǎn)為(1.46 , 64.7)</p>&l
60、t;p> 所以實(shí)際回流比R=1.46*1.6381=2.39208</p><p><b> 查吉利蘭圖得</b></p><p><b> 此時(shí)Y=0.432</b></p><p><b> 取初值</b></p><p> 所以理論板數(shù)為19.4塊板。&l
61、t;/p><p><b> 塔板效率的計(jì)算</b></p><p><b> 平均塔溫</b></p><p><b> tm下相對揮發(fā)度</b></p><p><b> 實(shí)際塔板數(shù)為</b></p><p> 與之前假設(shè)的
62、30塊塔板相差無幾,取31塊</p><p><b> 進(jìn)料位置的確定:</b></p><p><b> 已知</b></p><p> 所以精餾段塔板數(shù)14塊,提餾段16塊,</p><p> 進(jìn)料位置為15塊塔板處。</p><p><b> 第四章
63、 熱量衡算</b></p><p> 4.1 冷凝器、冷卻器熱負(fù)荷</p><p><b> 本塔采用冷回流操作</b></p><p><b> 冷回流比為</b></p><p><b> 全凝器負(fù)荷</b></p><p>&l
64、t;b> 冷凝器負(fù)荷</b></p><p><b> 冷卻器負(fù)荷</b></p><p> 4.2 塔頂產(chǎn)品帶出的熱量</p><p> 4.3.進(jìn)料帶入的熱量</p><p> 4.4.塔底產(chǎn)品帶出的熱量</p><p> 4.5.塔底再沸器的熱負(fù)荷</p&
65、gt;<p> 4.6 散失于周圍的熱量</p><p> 4.7 確定冷卻水及加熱蒸汽的用量</p><p><b> 冷卻水</b></p><p><b> 計(jì)算匯總?cè)缦卤?lt;/b></p><p> 表4-1 熱量衡算表</p><p> 第五
66、章.板式精餾塔塔板設(shè)計(jì)</p><p><b> 5.1.塔徑的設(shè)計(jì)</b></p><p> 5.1.1.計(jì)算精餾段塔徑</p><p><b> Simth法</b></p><p> 第一組板間距600mm</p><p> 精餾段,以第一塊板為例</p
67、><p><b> 液相密度</b></p><p><b> 氣相密度</b></p><p><b> 液相流率</b></p><p><b> 設(shè)塔板間距為</b></p><p> HT := 600mm = 0.6
68、m</p><p><b> 板上液層高度為</b></p><p> hL := 70mm = 0.07m</p><p> 則 HT - hL = 0.53m</p><p> 由Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可得</p><p> C20 := 0.117</p>&l
69、t;p> 表5-1 各組分的表面張力</p><p> 取第二組板間距450mm</p><p> HT := 450mm = 0.45m</p><p><b> 板上液層高度為</b></p><p> hL := 70mm = 0.07m</p><p> 則 HT - h
70、L = 0.38m</p><p> 由Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可得</p><p> C20 := 0.08</p><p> 取第三組板間距500mm</p><p> HT := 500mm = 0.5m</p><p><b> 板上液層高度為</b></p>
71、<p> hL := 70mm = 0.07m</p><p> 則 HT - hL = 0.43m</p><p> 由Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可得</p><p> C20 := 0.10</p><p> 表5-2 smith法精餾段塔徑計(jì)算表</p><p> 三者對比后,H為500m
72、m時(shí),最佳</p><p><b> 波津法</b></p><p> 取第一組板間距600mm</p><p> 取第二組板間距450mm</p><p> 取第三組板間距 500mm</p><p> 表 5-3 波津法精餾段塔徑計(jì)算結(jié)果表</p><p>
73、 三者對比后HT為450mm時(shí)最佳。</p><p> 綜上兩種方法,精餾段取板間距為500mm, 塔徑為1000mm時(shí),最佳</p><p> 5.1.2.計(jì)算提餾段塔徑</p><p><b> Simth法</b></p><p> 第一組板間距600mm</p><p> 表5-
74、4 各組分密度表</p><p> 提餾段,以最低的一塊板為例</p><p><b> 液相密度</b></p><p><b> 氣相密度</b></p><p><b> 液相流率</b></p><p><b> 設(shè)塔板間距為
75、</b></p><p> HT := 600mm = 0.6m</p><p><b> 板上液層高度為</b></p><p> hL := 70mm = 0.07m</p><p> 則 HT - hL = 0.53m</p><p> 由Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可
76、得</p><p> C20 := 0.117</p><p> 表5-5 塔底溫度下各組分的表面張力</p><p> 取第二組板間距500mm</p><p> HT := 500mm = 0.5m</p><p><b> 板上液層高度為</b></p><p&
77、gt; hL := 70mm = 0.07m</p><p> 則 HT - hL = 0.43m</p><p> 由Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可得</p><p> C20 := 0.094</p><p> 取第三組板間距450mm</p><p> HT := 450mm = 0.45m</
78、p><p><b> 板上液層高度為</b></p><p> hL := 70mm = 0.07m</p><p><b> 則</b></p><p> 由Smith氣相負(fù)荷因數(shù)關(guān)系圖可得</p><p> C20 := 0.082</p><p
79、> 表5-6 smith法算提餾段塔徑結(jié)果表</p><p> 三者對比后,HT=500mm時(shí)最佳。即smith法算得提餾段塔徑為1000mm</p><p><b> 波津法</b></p><p> 取第一組板間距600mm</p><p> HT := 600mm</p><p&
80、gt; 取第二組板間距500mm</p><p> HT := 500mm</p><p> 取第三組板間距450mm</p><p> HT := 450mm</p><p> 表5-7 波津法計(jì)算提餾段塔徑匯總表</p><p> 三者對比后,H為600mm時(shí),最佳</p><p&g
81、t; 綜上兩種方法,提餾段取板間距為600mm, 塔徑為1000mm時(shí),最佳</p><p> 綜上精餾段、提餾段比較,兩段塔徑一樣。故取塔徑為1000mm, 板間距為600mm,</p><p> 即 D := 1000mm HT := 600mm。</p><p><b> 5.2.塔板設(shè)計(jì)</b></p>&l
82、t;p> 5.2.1.溢流裝置設(shè)計(jì)</p><p> 根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》表2 - 5,由塔徑和液體流率選擇單溢流</p><p> 圖5 - 1單溢流流型簡圖</p><p> 5.2.2.溢流堰的尺寸設(shè)計(jì)</p><p><b> (1)堰長</b></p><p> 對
83、于常用的弓形降液管,單溢流,堰長</p><p> lw := 0.7 D = 0.7m</p><p><b> (2)堰高</b></p><p> 該塔為常壓塔,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值取</p><p> hW := 50mm = 0.05m</p><p><b> (3)堰上液
84、層高度</b></p><p><b> 液流收縮系數(shù)取</b></p><p><b> E := 1</b></p><p><b> 精餾段堰上液層高度</b></p><p><b> 精餾段堰上液層高度</b></p&g
85、t;<p> 初步校驗(yàn)塔板清液層高度</p><p><b> (4)溢流堰的型式</b></p><p> 堰上液層高度大于6mm</p><p><b> 采用平口堰</b></p><p> 5.2.3.受液盤的設(shè)計(jì)</p><p><b&
86、gt; 由于直徑較小</b></p><p><b> 采用凹型受液盤</b></p><p> 由于塔徑D < 1400mm</p><p> 故在受液盤上開一個(gè)?10的淚孔</p><p> 5.2.4.降液管的設(shè)計(jì)</p><p> (1)弓形降液管寬度及截面積
87、</p><p><b> 查弓形函數(shù)表 </b></p><p><b> 降液管寬度 </b></p><p><b> 塔全截面積</b></p><p><b> 降液管的面積</b></p><p> (2)降液
88、管底隙高度</p><p><b> 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)</b></p><p> 精餾段降液管底隙高度</p><p> 提餾段降液管底隙高度</p><p> 取降液管底隙高度為40mm</p><p> 5.2.5.進(jìn)口堰的設(shè)計(jì)</p><p> 由于降液管底隙高度
89、小于出口堰高度</p><p> 所以進(jìn)口堰高度為45mm</p><p><b> 5.3.塔板布置</b></p><p> 塔徑為1000mm,大于800mm,故采用分塊式塔板</p><p> 分塊式塔板由兩塊弓形板、一塊通道板和零個(gè)矩形板構(gòu)成</p><p> 5.3.1.浮閥
90、的閥型</p><p><b> 采用F1 型重閥</b></p><p> 閥徑為48mm, 閥孔徑為39mm8.,5 高mm程, 閥質(zhì)量33g</p><p> 5.3.2.浮閥排列</p><p> 采用叉排,按等腰三角形排列,底邊75mm, 高65mm</p><p><b&
91、gt; 5.3.3.開孔率</b></p><p> 由閥孔氣速計(jì)算開孔率</p><p><b> 取</b></p><p> 標(biāo)準(zhǔn)化為 11.6%</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)化為 11.6%</p><p> 5.3.4.塔板布置</p><p>
92、<b> (1)區(qū)域劃分</b></p><p><b> 對于分塊式塔板</b></p><p> WF := 100mm</p><p> WC := 85mm</p><p><b> (2)浮閥數(shù)確定</b></p><p> 取 F
93、0 := 12</p><p><b> 取浮閥數(shù)94</b></p><p><b> 去浮閥數(shù)87</b></p><p> 圖5-2 塔板布置圖</p><p> 5.3.5.標(biāo)準(zhǔn)化塔板布置</p><p> 采用附錄10單溢流浮閥塔盤標(biāo)準(zhǔn)系列參數(shù)表</
94、p><p><b> 塔徑 </b></p><p><b> D:1000mm</b></p><p><b> 塔截面積 </b></p><p> AT:7854cm2</p><p><b> 塔板間距 </b>&l
95、t;/p><p><b> HT:600mm</b></p><p><b> 弓形降液管尺寸</b></p><p><b> 堰長L:714mm</b></p><p><b> 寬度H:150mm</b></p><p>
96、<b> 降液管總面積</b></p><p><b> Ad:770cm2</b></p><p> Ad/At=9.8%</p><p> 閥孔按三角形75x65mm排列</p><p><b> 浮閥數(shù):76</b></p><p>&l
97、t;b> 開孔率:11.6%</b></p><p><b> 出口堰高度 </b></p><p><b> 50mm</b></p><p><b> 一層塔板質(zhì)量 </b></p><p><b> 51kg</b>
98、</p><p> 5.4.塔板的流體力學(xué)校核</p><p> 5.4.1.塔板壓降</p><p><b> (1)干板壓降</b></p><p><b> 閥全開后</b></p><p><b> 閥全開后</b></p>
99、<p><b> (2)液層壓力降</b></p><p><b> 取β := 0.5</b></p><p> hl1 := β (hw + h1ow) = 32.155</p><p> hl2 := β (hw + h2ow) = 33.02</p><p> (3)
100、克服表面壓力降</p><p> 浮閥的最大開度為 H := 8.5mm</p><p><b> (4)塔板壓降</b></p><p> 經(jīng)檢驗(yàn),滿足工藝要求,與假設(shè)初值相差不大</p><p> 5.4.2.霧沫夾帶量</p><p> (1)用阿列克山德羅夫經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算霧沫夾帶量&
101、lt;/p><p> 因?yàn)楸砻鎻埩π∮?5N/M</p><p><b> ε := 0.7</b></p><p> A := 0.159</p><p><b> n := 0.95</b></p><p><b> φ := 0.7</b>&
102、lt;/p><p><b> 該法不合適,舍去。</b></p><p><b> (2)核算泛點(diǎn)率</b></p><p> 該塔塔徑為1000mm,泛點(diǎn)率應(yīng)F < 80—82%</p><p><b> 經(jīng)檢驗(yàn)液泛率滿足</b></p><p&
103、gt; 所以霧沫夾帶量e<0.1</p><p> 5.4.3.降液管內(nèi)液面高度</p><p> 溢流堰出口處液面高度</p><p> h1L := (hw + h1ow)mm = 64.31 mm</p><p> h2L := (hw + h2ow)mm = 66.04 mm</p><p>&
104、lt;b> 板上液面落差</b></p><p><b> 塔板壓力降</b></p><p> 液體流過降液管的阻力損失</p><p><b> 相對泡沫密度</b></p><p><b> 經(jīng)檢驗(yàn)均滿足要求</b></p>&l
105、t;p><b> 5.4.4.漏液</b></p><p><b> 可認(rèn)為不發(fā)生漏液</b></p><p> 5.4.5.液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間及流速</p><p><b> (1)停留時(shí)間</b></p><p> (2)降液管內(nèi)的流速</p&g
106、t;<p><b> 經(jīng)比較,取</b></p><p><b> 所以符合要求</b></p><p> 5.4.6 塔板水力學(xué)校核及塔板的負(fù)荷性能圖</p><p> 5-3 精餾段氣液相負(fù)荷圖</p><p><b> 精餾段操作彈性</b><
107、;/p><p> Vm=3510 Vn=880.1754</p><p> K=3.987842</p><p> 圖5-4 提餾段氣液相負(fù)荷圖</p><p><b> Vm=3100</b></p><p> Vn=791.0167</p><p> K=3.
108、919007</p><p> 表5-8 塔板設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表</p><p> 第六章.塔體的初步設(shè)計(jì)</p><p><b> 6.1.塔體設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 6.1.1.筒體</b></p><p><b> 查表3-1</b
109、></p><p><b> 材料選擇Q235鋼</b></p><p><b> 筒體壁厚5mm</b></p><p><b> 6.1.2.封頭</b></p><p><b> 采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭</b></p><
110、;p> 參考標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的基本尺寸</p><p> 選擇公稱直徑 Dg := 1000mm</p><p> 曲面高度 h1 := 250mm</p><p> 直邊高度 h2 := 40mm</p><p> 封頭厚度 S := 6mm</p><p> 6.1.3.人孔和手孔的設(shè)計(jì)</p
111、><p> 人孔規(guī)格Dg=450mm</p><p> 塔頂、塔底、進(jìn)料處均設(shè)人孔</p><p> 第8塊塔板和第9塊塔板間設(shè)一人孔</p><p> 第23和第24塊塔板間設(shè)一人孔</p><p><b> 6.1.4.塔高</b></p><p><b&g
112、t; (1)塔頂空間高度</b></p><p> 為了安裝人孔及破沫網(wǎng),減少塔頂出口氣體中液體的攜帶量</p><p> HD := 1.4m</p><p><b> (2)塔底空間高度</b></p><p><b> 塔底產(chǎn)品的停留時(shí)間</b></p>&
113、lt;p><b> (3)進(jìn)料空間高度</b></p><p><b> 液相進(jìn)料,取</b></p><p> HF := 0.8m</p><p><b> (4)塔的總高</b></p><p> 實(shí)際塔板數(shù)為31塊,板間距均取 HT := 0.6m<
114、;/p><p><b> 6.1.5.裙座</b></p><p><b> 采用圓柱形裙座</b></p><p><b> 6.2.接管的設(shè)計(jì)</b></p><p> 6.2.1 塔頂蒸汽出口管徑</p><p> 查表3-5蒸汽導(dǎo)管中的常用
115、蒸汽流速</p><p> 查接管標(biāo)準(zhǔn)系列, 標(biāo)準(zhǔn)化為</p><p> dv := 250mm</p><p> 6.2.2.回流管管徑</p><p> 若冷凝器裝在塔頂平臺(tái),回流液靠重力自流入塔</p><p> 查接管標(biāo)準(zhǔn)系列, 標(biāo)準(zhǔn)化為</p><p> dR := 100
116、mm</p><p> 6.2.3.進(jìn)料管管徑</p><p> 液相進(jìn)料,采用高位槽送料入塔,料液速度取</p><p> 查接管標(biāo)準(zhǔn)系列, 標(biāo)準(zhǔn)化為</p><p> dF := 80mm</p><p> 6.2.4.塔底出料管管徑</p><p><b> 出料管速
117、度取</b></p><p> 查接管標(biāo)準(zhǔn)系列, 標(biāo)準(zhǔn)化為</p><p> dw := 50mm</p><p> 6.2.5.塔底至再沸器的接管管徑</p><p> 塔底采用循環(huán)式熱虹吸重沸器</p><p><b> 循環(huán)比取</b></p><p
118、><b> c := 5</b></p><p><b> 連接管內(nèi)速度取</b></p><p><b> 塔底采用釜式再沸器</b></p><p> 查接管標(biāo)準(zhǔn)系列, 標(biāo)準(zhǔn)化為</p><p> dL := 65mm</p><p>
119、; 6.2.6.重沸器返塔聯(lián)接管管徑</p><p> 查接管標(biāo)準(zhǔn)系列, 標(biāo)準(zhǔn)化為</p><p> db := 250mm</p><p> 表6-1 塔體初步設(shè)計(jì)表</p><p> 表6-2 各接管匯總表</p><p> 第七章.塔的輔助設(shè)備選用</p><p> 7.1.
120、塔頂冷凝器選用</p><p><b> (1)冷凝器熱負(fù)荷</b></p><p><b> (2)冷卻水量</b></p><p><b> (3)計(jì)算平均溫差</b></p><p> 熱物流進(jìn)口溫度為111.1℃</p><p> 由露
121、點(diǎn)方程求得熱物流出口溫度為105.93621℃</p><p> 冷物流進(jìn)口溫度26℃,出口溫度35℃</p><p><b> 采用逆流方式進(jìn)料</b></p><p> Δt1 := (111.1 - 35) °C = 76.1 °C</p><p> Δt2 := (105.9462 -
122、 26) °C = 79.9462 °C</p><p><b> 定性溫度</b></p><p> (4)換熱器的總傳熱系數(shù)</p><p><b> 由經(jīng)驗(yàn)值選取</b></p><p> (5)換熱器的傳熱面積</p><p><b&
123、gt; 取安全系數(shù)</b></p><p><b> (6)初選換熱器</b></p><p><b> 換熱面積標(biāo)準(zhǔn)化后</b></p><p> A供 = 66.7m2</p><p> 換熱管 ?25mm x 2mm</p><p><b&
124、gt; 殼徑500mm</b></p><p><b> 管程數(shù)為4</b></p><p><b> 管子總數(shù)144</b></p><p><b> 中心排管15</b></p><p> 管程流通面積為0.0125m2</p><
125、p><b> 換熱器長6m</b></p><p> (7)計(jì)算管程的對流傳熱系數(shù)</p><p><b> 水的各項(xiàng)參數(shù)</b></p><p><b> 比熱容</b></p><p><b> 導(dǎo)熱系數(shù)</b></p>
126、<p><b> 密度</b></p><p><b> 粘度</b></p><p> μi := 0.001005Pa s</p><p><b> 管內(nèi)流體體積流量</b></p><p><b> 管內(nèi)徑</b></p&g
127、t;<p><b> 管程流通面積</b></p><p><b> 流程</b></p><p><b> 雷諾數(shù)</b></p><p><b> 普朗諾數(shù)</b></p><p><b> 管程對流傳熱系數(shù)</
128、b></p><p> (8)計(jì)算殼程的對流傳熱系數(shù)</p><p><b> 管外徑</b></p><p> do := 25mm</p><p> 管心距 l=32mm</p><p> 折流擋板間距 B=800mm</p><p><b>
129、 D=500mm</b></p><p><b> 殼程流通面積</b></p><p><b> 假設(shè)壁溫為</b></p><p> tw := 35 °C</p><p><b> 導(dǎo)熱系數(shù)</b></p><p>
130、<b> 粘度</b></p><p><b> cpoise</b></p><p><b> 密度</b></p><p><b> 體積流率</b></p><p><b> 流速</b></p><
131、;p><b> 正三角形排列</b></p><p><b> 殼程傳熱系數(shù)</b></p><p><b> 驗(yàn)證壁溫</b></p><p><b> 壁溫與假設(shè)的接近。</b></p><p><b> (9)總的傳熱系數(shù)&
132、lt;/b></p><p><b> 結(jié)垢熱阻</b></p><p> Rao := 0.0002</p><p> Rai := 0.0002</p><p><b> 壁厚</b></p><p><b> 取管壁導(dǎo)熱系數(shù) </b>
133、;</p><p><b> 所以總傳熱系數(shù)</b></p><p><b> 所需傳熱面積</b></p><p> (10)換熱器面積的裕度</p><p><b> 安全系數(shù)</b></p><p> (11)核算管程壓力</p&g
134、t;<p><b> A.直管阻力</b></p><p><b> 雷諾數(shù)</b></p><p> 由柏拉修斯公式求管程摩擦因數(shù)</p><p> 傳熱管長度 L = 6m</p><p><b> B.局部阻力</b></p><
135、;p><b> 局部阻力系數(shù):</b></p><p> C.流體通過進(jìn)出口接管時(shí)壓力降</p><p><b> 取</b></p><p><b> D.管程總壓降</b></p><p> 管程結(jié)垢阻力校正系數(shù)</p><p>&l
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