精餾塔課程設(shè)計(jì)-常壓、連續(xù)精餾塔分離乙醇-正丙醇設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　化工原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 常壓、連續(xù)精餾塔分離乙醇-正丙醇設(shè)計(jì) </p><p><b>　　化 工 系</b></p><p>　　石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì)考核</p><p&g

2、t;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.前言5</b></p><p>　　2.精餾塔設(shè)計(jì)內(nèi)容5</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)方案的確定5</p><p>　　2.2精餾塔的物料衡算5</p><p>　　2.2.1原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾

3、分?jǐn)?shù)5</p><p>　　2.2.2原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量5</p><p>　　2.2.3物料衡算6</p><p>　　2.3塔板數(shù)的確定6</p><p>　　2.3.1理論板層數(shù)NT的求取6</p><p>　　2.3.2實(shí)際板層數(shù)的求取7</p><p>　

4、　2.4精餾塔工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算8</p><p>　　2.4.1操作壓力計(jì)算（假定塔頂表壓：4kPa）8</p><p>　　2.4.2操作溫度計(jì)算8</p><p>　　2.4.3平均摩爾質(zhì)量計(jì)算8</p><p>　　2.4.4平均密度計(jì)算9</p><p>　　2.4.5液體平均表面張力的計(jì)算

5、10</p><p>　　2.4.6液體平均黏度計(jì)算10</p><p>　　3.篩板塔工藝計(jì)算11</p><p>　　3.1塔徑計(jì)算11</p><p>　　3.2篩板塔有效高度的計(jì)算13</p><p>　　4. 塔板主要工藝尺寸計(jì)算13</p><p>　　4.1溢流裝置計(jì)算

6、13</p><p>　　4.1.1堰長(zhǎng)13</p><p>　　4.1.2溢流堰高度14</p><p>　　4.1.3弓形降液管寬度Wd和截面積Af15</p><p>　　4.1.4降液管底隙高度h015</p><p>　　4.2塔板布置16</p><p>　　4.2.1塔

7、板的分塊16</p><p>　　4.2.2邊緣區(qū)寬度確定16</p><p>　　4.2.3開孔區(qū)的計(jì)算16</p><p>　　4.3.1篩孔直徑16</p><p>　　4.3.2開孔率17</p><p>　　5.塔板流體力學(xué)校核17</p><p>　　5.1塔板壓降校核

8、17</p><p>　　5.1.1干板阻力計(jì)算17</p><p>　　5.1.2 汽體通過液層的阻力hl計(jì)算18</p><p>　　5.1.3液層表面張力的阻力hσ計(jì)算18</p><p>　　5.1.4液沫夾帶19</p><p>　　5.1.5漏液19</p><p>　　5

9、.1.6液泛19</p><p>　　5.2負(fù)荷性能圖20</p><p>　　5.2.1漏液線20</p><p>　　5.2.2液沫夾帶線21</p><p>　　5.2.3液相下限線22</p><p>　　5.2.4液相上限線22</p><p>　　5.2.5液泛線22&

10、lt;/p><p>　　6.塔高及接管尺寸25</p><p>　　6.1 塔體高度25</p><p>　　6.1.1精餾塔有效高度的計(jì)算25</p><p>　　6.2塔體結(jié)構(gòu)25</p><p>　　6.2.1塔頂空間25</p><p>　　6.2.2塔釜空間25</p&g

11、t;<p>　　6.2.3人孔25</p><p>　　6.2.4進(jìn)料板間距25</p><p>　　6.3接管尺寸26</p><p>　　6.3.1進(jìn)料管26</p><p>　　6.3.2回流管的直徑DR26</p><p>　　6.3.3塔底出料管的直徑DW 26</p

12、><p>　　6.4輔助設(shè)備的選型26</p><p>　　6.4.1熱量衡算26</p><p>　　6.4.2加熱蒸汽所帶進(jìn)的熱量:27</p><p>　　6.5冷凝器的選擇28</p><p>　　6.5.1熱負(fù)荷：28</p><p>　　6.5.2冷卻水的用量qm28<

13、/p><p>　　6.5.3總傳熱系數(shù)28</p><p>　　6.5.4泡點(diǎn)回流對(duì)數(shù)平均溫差28</p><p>　　6.6再沸器的選擇29</p><p>　　7.篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果29</p><p><b>　　8.符號(hào)說(shuō)明30</b></p><p><

14、;b>　　9.參考文獻(xiàn)30</b></p><p>　　10.設(shè)計(jì)小結(jié)31</p><p><b>　　11.附圖32</b></p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　乙醇是用途廣泛和用量極大的工業(yè)原料之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中占有重要地位，與人民生活

15、有著密切的關(guān)系。乙醇廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥、染料、國(guó)防等行業(yè)，同時(shí)也是十分重要的清潔能源。精餾技術(shù)目前還是分離乙醇的主要方法。</p><p>　　塔設(shè)備是化工、石油化工、生物化工、制藥等生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，分為板式塔和填料塔兩大類。一般，與填料塔相比，板式塔具有效率高、處理量大、重量輕及便于檢修等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，阻力降較大。在各種塔型中，當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的是

16、篩板塔和浮閥塔。浮閥塔的抗腐蝕性較高（防止浮閥銹死在塔板上），所以一般采用不銹鋼制成，致使浮閥造價(jià)昂貴，推廣受到一定限制。而篩板塔結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右。處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加10～15％塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30％左右。</p><p>　　近幾十年來(lái)，人們對(duì)篩板塔的研究越來(lái)越深入，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越豐富，積累

17、的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比較完整，因此設(shè)計(jì)篩板塔比較合適。本次設(shè)計(jì)就是針對(duì)乙醇—正丙醇體系，而進(jìn)行的常壓篩板精餾塔的工藝設(shè)計(jì)及其塔體等選型。進(jìn)行物料衡算，由t-x-y間的關(guān)系取數(shù)據(jù)，確定相對(duì)揮發(fā)度和回流比求出相平衡方程和操作線方程，然后算得理論塔板數(shù)并由全塔效率確定實(shí)際塔板數(shù)，最后對(duì)塔高、塔徑、溢流裝置等各個(gè)部件進(jìn)行計(jì)算與核算校驗(yàn)（如負(fù)荷性能圖），最終得到符合工藝要求的精餾塔并能完成生產(chǎn)任務(wù)。</p><p><b>

18、;　　2.精餾塔設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　2.1設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離乙醇—正丙醇混合物。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采取連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱到泡點(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)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。該物系屬于易分離物系，最小回流比較小，故操作回

19、流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。</p><p>　　2.2精餾塔的物料衡算</p><p>　　2.2.1原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)</p><p>　　乙醇的摩爾質(zhì)量 MA=46.07kg/kmol</p><p>　　正丙醇的摩爾質(zhì)量 MB=60.10kg/kmol&

20、lt;/p><p>　　2.2.2原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量</p><p><b>　　2.2.3物料衡算</b></p><p><b>　　原料處理量 </b></p><p><b>　　總物料衡算 </b></p><p>&

21、lt;b>　　乙醇物料衡算 </b></p><p><b>　　綜合</b></p><p><b>　　2.3塔板數(shù)的確定</b></p><p>　　2.3.1理論板層數(shù)NT的求取</p><p>　　乙醇-正丙醇屬理想物系可采用圖解法求理論板層數(shù)。</p>

22、<p>　　由手冊(cè)查的乙醇-正丙醇物系的汽液平衡數(shù)據(jù)，繪出x-y圖，見下平衡圖</p><p>　　求最小回流比及操作回流比</p><p>　　采用作圖法求最小回流比。在平衡圖中對(duì)角線上，自點(diǎn)e(0.4,0.4)做垂線ef即為進(jìn)料線（q線），該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為f(0.4,0.587)</p><p><b>　　故最小回流比為</b

23、></p><p><b>　　取操作回流比為</b></p><p>　　求精餾塔的汽、液相負(fù)荷。</p><p><b>　　求操作線方程。</b></p><p><b>　　精餾段操作線方程</b></p><p><b>　　提

24、餾段操作線方程</b></p><p>　　圖解法求理論板層數(shù)。</p><p>　　采用圖解法求理論板層數(shù)，如平衡圖1所示。求解結(jié)果為</p><p>　　總理論板層數(shù) NT=17(包括再沸器)</p><p>　　進(jìn)料板位置 NF=7</p><p><b>　　圖解法求理論板

25、層數(shù)</b></p><p>　　2.3.2實(shí)際板層數(shù)的求取</p><p>　　精餾段實(shí)際板層數(shù) N精=7÷0.595=11.76≈12</p><p>　　提餾段實(shí)際板層數(shù) N提=10÷0.595=16.8≈17</p><p>　　2.4精餾塔工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算</p>&l

26、t;p>　　2.4.1操作壓力計(jì)算（假定塔頂表壓：4kPa）</p><p>　　塔頂操作壓力 pD=101.3+4=105.3kPa</p><p><b>　　每層塔板壓降 </b></p><p>　　進(jìn)料板壓力 pF=105.3+0.5×12=111.3kPa</p><p>　　

27、塔釜壓力 pW=105.3+0.5×29=119.8kPa</p><p>　　精餾段平均壓力 pm=(105.3+111.3)÷2=108.3kPa</p><p>　　提餾段平均壓力 p`m=(111.3+119.8)÷2=115.5kPa</p><p>　　2.4.2操作溫度計(jì)算</p><p&g

28、t;　　依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中乙醇、正丙醇的飽和蒸汽壓由安托尼方程計(jì)算，計(jì)算過程略。計(jì)算結(jié)果如下：</p><p>　　塔頂溫度 tD=79.82℃</p><p>　　進(jìn)料板溫度 tF=87.88℃</p><p>　　塔釜溫度 tW=95.26℃</p><p>　　精

29、餾段平均溫度 tm=(79.82+87.88)÷2=83.85℃</p><p>　　提餾段平均溫度 t`m=(87.88+95.26)÷2=91.57℃</p><p>　　2.4.3平均摩爾質(zhì)量計(jì)算</p><p>　　塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算</p><p>　　由xD=y1=0.92,查平衡曲線，得</p&g

30、t;<p><b>　　x1=0.856</b></p><p>　　進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算</p><p><b>　　由圖解理論板，得</b></p><p><b>　　yF=0.573</b></p><p><b>　　查平衡曲線得</b

31、></p><p><b>　　xF=0.389</b></p><p>　　提餾段平均摩爾質(zhì)量計(jì)算</p><p>　　xW=0.034，y29=0.052</p><p><b>　　精餾段平均摩爾質(zhì)量</b></p><p><b>　　提餾段平均摩爾質(zhì)

32、量</b></p><p>　　2.4.4平均密度計(jì)算</p><p>　?。?）氣相平均密度計(jì)算</p><p>　　由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即</p><p>　　塔頂液相平均密度的計(jì)算：</p><p>　　由tD==79.82℃ ,查手冊(cè)得</p><p>　　進(jìn)料板液相平均

33、密度的計(jì)算：</p><p>　　由tF=87.88℃，查手冊(cè)得</p><p>　　進(jìn)料板液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為</p><p>　　精餾段液相平均密度為</p><p>　　(2)提餾段平均密度計(jì)算</p><p><b>　　氣相平均密度計(jì)算</b></p><p>　　由

34、理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即</p><p><b>　　液相平均密度計(jì)算</b></p><p>　　由tw=92.56℃得</p><p><b>　　塔釜：</b></p><p>　　提餾段液相平均密度計(jì)算</p><p>　　2.4.5液體平均表面張力的計(jì)算</p

35、><p>　　液相平均表面張力依下式計(jì)算，即</p><p>　　塔頂液相平均表面張力的計(jì)算：</p><p>　　由tD=79.82℃,查手冊(cè)得</p><p>　　進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算</p><p>　　由tF=87.88℃,查手冊(cè)得</p><p>　　提路段液相平均表面張力的計(jì)算&

36、lt;/p><p>　　由tw=92.56℃得</p><p>　　精餾段液相平均表面張力為</p><p>　　2.4.6液體平均黏度計(jì)算</p><p>　　液相平均黏度依下式計(jì)算，即</p><p>　　塔頂液相平均黏度計(jì)算：</p><p>　　由tD=79.82℃,查手冊(cè)得</p&g

37、t;<p>　　進(jìn)料板液相平均黏度的計(jì)算：</p><p>　　由tF=87.88℃,查手冊(cè)得</p><p><b>　　解出 </b></p><p>　　由tw=92.56℃，得</p><p><b>　　解出 </b></p><p>　　精餾

38、段液相平均黏度為</p><p><b>　　3.篩板塔工藝計(jì)算</b></p><p><b>　　3.1塔徑計(jì)算</b></p><p>　　精餾段的氣、液相體積流量為</p><p>　　式中C由計(jì)算，其中的C20由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標(biāo)為</p><p>　　取

39、板間距HT=0.40m板上液層高度hL=0.06m,則</p><p>　　查史密斯關(guān)聯(lián)圖2得C20=0.073</p><p>　　取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為</p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為D=1.0m。</p><p><b>　　塔截面積為</b></p><p><b&

40、gt;　　實(shí)際空塔氣速為</b></p><p>　　提餾段的氣、液相體積流量為</p><p>　　式中C由計(jì)算，其中的C20由史密斯關(guān)聯(lián)圖查取，圖的橫坐標(biāo)為</p><p>　　取板間距HT=0.40m板上液層高度hL=0.06m,則</p><p>　　查史密斯關(guān)聯(lián)圖得C20=0.067</p><p&g

41、t;　　取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為</p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為D=1.0m。</p><p><b>　　塔截面積為</b></p><p><b>　　實(shí)際空塔氣速為</b></p><p>　　3.2篩板塔有效高度的計(jì)算</p><p><b>

42、;　　精餾段有效高度為</b></p><p><b>　　提餾段有效高度為</b></p><p>　　在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為0.8m</p><p>　　故精餾塔的有效高度為</p><p>　　4.塔板主要工藝尺寸計(jì)算</p><p>　　4.1溢流裝置計(jì)算

43、 </p><p>　　因塔徑D=1.0m,可選用單溢流弓形降液

44、管，采用凹形受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下。</p><p><b>　　4.1.1堰長(zhǎng)</b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　　4.1.2溢流堰高度</p><p>　　選用平直堰，堰上液層高度how由下式計(jì)算，即</p><p><b>　

45、　精餾段：</b></p><p>　　液體收縮系數(shù)由下圖查得</p><p>　　查上圖得E=1.025, 則</p><p>　　取板上清夜層高度：，故</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　查得，則</b></p&g

46、t;<p>　　取板上清夜層高度：, 故</p><p><b>　　平均</b></p><p>　　圖3：液流收縮系數(shù)圖</p><p>　　3）、弓形降液管寬度Wd和截面積Af</p><p><b>　　由查圖</b></p><p>　　4.1.3弓形

47、降液管寬度Wd和截面積Af</p><p>　　圖4:弓形降液管的參數(shù)圖</p><p><b>　　由 查圖知</b></p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　　由式 </b></p><p><b>　

48、　精餾段： </b></p><p><b>　　提餾段： </b></p><p>　　故降液管設(shè)計(jì)合理 </p><p>　　4.1.4降液管底隙高度h0 </p><p><b>　　依據(jù)公式：</b></p><p><b>　

49、　取，則</b></p><p><b>　　精餾段： </b></p><p><b>　　提餾段： </b></p><p>　　故降液管高度設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　選用凹形受液盤，深度</p><p><b>　　4.2塔板布置&l

50、t;/b></p><p>　　4.2.1塔板的分塊</p><p>　　因?yàn)?，故塔板采用分塊模式。查下表七</p><p><b>　　塔板分為三塊</b></p><p>　　4.2.2邊緣區(qū)寬度確定</p><p>　　由安定區(qū)寬度的基本確定</p><p>　

51、　溢流堰前的安定區(qū)寬度：</p><p>　　進(jìn)口堰后的安定區(qū)寬度：</p><p><b>　　由于,所以取</b></p><p><b>　　邊緣區(qū)： </b></p><p>　　4.2.3開孔區(qū)的計(jì)算</p><p><b>　　由公式</b>

52、</p><p>　　故 4.3篩孔計(jì)算及其排列</p><p>　　4.3.1篩孔直徑 </p><p>　　篩孔直徑d0 的選取與塔的操作性能要求、 物系性質(zhì)、塔板厚度、加工要求有關(guān)，依設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，表面張力為正的系統(tǒng)的物系。</p><p>　　所以取 的碳鋼板。</p><p>　　篩孔按正三角形排列，

53、篩孔數(shù)目由下式計(jì)算</p><p><b>　　4.3.2開孔率 </b></p><p><b>　　由下式計(jì)算</b></p><p>　　氣體通過閥孔的氣速為</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　提餾

54、段：</b></p><p><b>　　全塔汽速：</b></p><p>　　5.塔板流體力學(xué)校核</p><p><b>　　5.1塔板壓降校核</b></p><p>　　5.1.1干板阻力計(jì)算</p><p>　　干板阻力計(jì)算由經(jīng)驗(yàn)公式：</p&g

55、t;<p>　　當(dāng) 干板阻力計(jì)算由經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p><b>　　由，查圖知 </b></p><p><b>　　，故</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　提餾段：</b><

56、;/p><p><b>　　全塔干板平均壓降：</b></p><p>　　5.1.2 汽體通過液層的阻力hl計(jì)算</p><p>　　汽體通過液層阻力h1由下式計(jì)算</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　查圖知 </b&g

57、t;</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　查圖知 </b></p><p><b>　　全塔液層阻力：</b></p><p>　　5.1.3液層表面張力的阻力hσ計(jì)算</p><p>　　液體表面張力所產(chǎn)生的阻

58、力由下式計(jì)算</p><p><b>　　精餾段： </b></p><p><b>　　提餾段： </b></p><p><b>　　平均表面張力：</b></p><p>　　氣體通過每層塔板的液柱高度hp可按下式計(jì)算 </p><p>

59、;　　全塔壓降：，所以選擇合理</p><p>　　液面落差，由篩板塔其落差很小可以忽略其大小。</p><p><b>　　5.1.4液沫夾帶</b></p><p><b>　　液沫夾帶由下式計(jì)算</b></p><p>　　故 </p><p>　　所以

60、也沫夾帶在在范圍之內(nèi)。</p><p><b>　　5 .1. 5漏液</b></p><p>　　由下式計(jì)算 穩(wěn)定系數(shù)：</p><p>　　故本次設(shè)計(jì)沒有明顯漏液。</p><p><b>　　5.1.6液泛</b></p><p>　　為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降

61、液管內(nèi)液層高度Hd應(yīng)服從下式</p><p>　　乙醇-正丙醇物系屬于一般物系，取</p><p><b>　　而 </b></p><p>　　板上不設(shè)進(jìn)口堰，hd可有下式計(jì)算，即</p><p>　　故本次精餾不從在液泛。</p><p><b>　　5.2負(fù)荷性能圖<

62、/b></p><p><b>　　5.2.1漏液線</b></p><p><b>　　由下列式子可知</b></p><p><b>　　得出</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><

63、b>　　整理：</b></p><p>　　精餾段計(jì)算結(jié)果于下表</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　整理：</b></p><p>　　提餾段計(jì)算結(jié)果于下表</p><p>　　5.2.2液沫夾帶線</p>

64、<p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　以求：</b></p><p>　　故 </p><p><b>　　整理得：</b></p><p>　　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)果于下表 &l

65、t;/p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　故 </p><p><b>　　整理的：</b></p><p>　　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)果于下表 </p><p>　　5.2.3液相下線線</p&g

66、t;<p>　　對(duì)于平直堰，取堰上液層高度作為最小負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　對(duì)乙醇-正丙醇物系取，則</p><p>　　據(jù)此可以作出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線</p><p>　　5.2.4液相上限線</p><p>　　以作為液體在垂直降液管中的停留時(shí)間的下限， 由下式</p><p&

67、gt;<b>　　故 </b></p><p>　　故可以做出與氣體流量無(wú)關(guān)的垂直液相上限線</p><p><b>　　5.2.5液泛線</b></p><p><b>　　令 </b></p><p><b>　　聯(lián)立得 </b>&l

68、t;/p><p>　　忽略hσ,,將how與Ls,hc與Vs的關(guān)系式代入上式，并整理得</p><p><b>　　代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　故</b></p><p>　　在操作范圍

69、內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs計(jì)算結(jié)果于下表</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　故 </p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)Ls值，依上式計(jì)算出Vs計(jì)算結(jié)果于下表</p><p>　　根據(jù)以上各線方程，可做出柵板塔的負(fù)荷性能圖，分別為精餾段負(fù)荷性能圖和提

70、餾段負(fù)荷性能圖。</p><p>　　在精餾段負(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，該柵板塔的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制，由上圖查得</p><p><b>　　故操作彈性為</b></p><p>　　在提餾段負(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，該柵板塔的操作上限為液沫夾帶控制，下

71、限為漏液控制，由上圖查得</p><p><b>　　故操作彈性為</b></p><p><b>　　6.塔高及接管尺寸</b></p><p><b>　　6.1 塔體高度</b></p><p>　　6.1.1精餾塔有效高度的計(jì)算</p><p>

72、　　精餾段有效高度的計(jì)算：</p><p>　　提餾段有效高度的計(jì)算：</p><p>　　依據(jù)精餾塔實(shí)際操作， 由于塔體的直徑，故需開設(shè)人孔</p><p>　　所以實(shí)際精餾塔高度：</p><p><b>　　6.2塔體結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　6.2.1塔頂空間&l

73、t;/b></p><p>　　塔頂空間依據(jù)化工機(jī)械基礎(chǔ)知： 通常取塔頂間距為，且取除沫器到第一塊板的距離，所以塔頂空間為</p><p><b>　　6.2.2塔釜空間</b></p><p>　　塔釜空間取其停留時(shí)間5min，所以</p><p><b>　　取其高度為，</b></

74、p><p><b>　　6.2.3人孔</b></p><p>　　依據(jù)精餾塔實(shí)際操作， 由于塔體的直徑，故需開設(shè)人孔</p><p>　　6.2.4進(jìn)料板間距</p><p><b>　　依據(jù)本次計(jì)算，取</b></p><p>　　塔底常用裙座支撐，本設(shè)計(jì)采用圓筒形裙座；由于

75、裙座內(nèi)徑>800mm，</p><p>　　故裙座壁厚取16mm.</p><p>　　依據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)裙座和壓盤的結(jié)構(gòu)及個(gè)數(shù)和厚度，取其高 ??</p><p><b>　　所以 全塔高度:</b></p><p><b>　　6.3接管尺寸</b></p><p>　

76、　6.3.1進(jìn)料管 </p><p>　　常見的液體進(jìn)料管有直管進(jìn)料和彎管進(jìn)料兩種，本次精餾采用 直管進(jìn)料,所以，塔頂蒸氣出口管的直徑如下：</p><p><b>　　取，</b></p><p><b>　　選???? </b></p><p>　　6.3.2回流管的直徑DR<

77、/p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　所以 選：</b></p><p>　　6.3.3塔底出料管的直徑DW </p><p>　　一般可采用塔底出料管的流速</p><p><b>　　查表取</b></p&

78、gt;<p>　　6.4輔助設(shè)備的選型</p><p><b>　　6.4.1熱量衡算</b></p><p><b>　?。?）基本數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　塔頂平均值：</b&g

79、t;</p><p><b>　　進(jìn)料平均值：</b></p><p><b>　　塔釜平均值：</b></p><p>　　6.4.2加熱蒸汽所帶進(jìn)的熱量:</p><p><b>　　進(jìn)料帶入的熱量：</b></p><p><b>　　回

80、流帶入的熱量：</b></p><p>　　塔頂蒸汽帶出的熱量： </p><p><b>　　殘液帶出的熱量：</b></p><p><b>　　散入周圍的熱量：</b></p><p><b>　　由熱量衡算：</b></p><

81、p><b>　　6.5冷凝器的選擇</b></p><p><b>　　6.5.1熱負(fù)荷：</b></p><p><b>　　平均汽化熱：</b></p><p>　　6.5.2冷卻水的用量qm</p><p>　　取冷卻水進(jìn)口溫度為25℃，出口溫度為40℃。水的比熱容

82、 ℃</p><p>　　6.5.3總傳熱系數(shù)</p><p><b>　　估計(jì)℃）</b></p><p>　　6.5.4泡點(diǎn)回流對(duì)數(shù)平均溫差</p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　所以： 換熱面積 </b></p

83、><p>　　換熱面積取估算面積的1.15—1.25，所以</p><p>　　選取設(shè)備型號(hào)：BES(X)600-1.0-40-1/25-4Rea</p><p><b>　　6.6再沸器的選擇</b></p><p>　　選用的飽和蒸汽加熱溫度138℃，</p><p><b>　　℃&l

84、t;/b></p><p><b>　　換熱系數(shù)℃)</b></p><p><b>　　所以： 換熱面積 </b></p><p>　　考慮：換熱面積取估算面積的1.15—1.25，所以</p><p>　　選設(shè)備型號(hào)：BES(X)600-1.0-30-1/25-4Rea</p>

85、<p>　　7.篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果</p><p><b>　　8.符號(hào)說(shuō)明</b></p><p><b>　　9.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1．陳英南,劉玉蘭.常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì).華東理工大學(xué)出版社.2005</p><p>　　2．上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編.化工工藝設(shè)計(jì)手

86、冊(cè)(第二版).化學(xué)工業(yè)出版社.1996</p><p>　　3．江體乾等.化工工藝手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1992</p><p>　　4．茅曉東,李建偉.典型化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo).華東理工大學(xué)出版社.1995</p><p>　　5．化學(xué)工程手冊(cè)編委.化學(xué)工程手冊(cè)(第1篇)化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù).化學(xué)工業(yè)出版社.1980</p><p>　　6．華

87、東化工學(xué)院機(jī)械制圖教研組.化工制圖.高等教育出版社.1991</p><p>　　7．魏兆仙等.塔設(shè)備設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社.1988</p><p>　　8．陳敏恒等.化工原理(第三版).化學(xué)工業(yè)出版社.2006</p><p>　　9．劉光啟，馬連湘，劉杰主編.化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)(有機(jī)卷)．化學(xué)工業(yè)出版社，2002</p><p>　　1

88、0． 時(shí)鈞，汪家鼎，余國(guó)琮，陳敏恒主編.化學(xué)工程手冊(cè)(上卷)．化學(xué)工業(yè)出版社2002</p><p>　　11．王松汗主編.石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社</p><p><b>　　10.設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)通過給定生產(chǎn)操作工藝條件自行設(shè)計(jì)一套乙醇—正丙醇物系分離的塔板式連續(xù)精餾塔設(shè)備。通過三周的努力，反

89、復(fù)經(jīng)過復(fù)雜的計(jì)算和優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出一套較為完善的篩板式連續(xù)精餾塔設(shè)備，而且各項(xiàng)操作性能指標(biāo)均能符合工藝生產(chǎn)技術(shù)要求，操作彈性大，生產(chǎn)能力強(qiáng)，能夠達(dá)到預(yù)期的目的。通過這次課程設(shè)計(jì)，我經(jīng)歷并學(xué)到了很多知識(shí)，熟悉了大量課程內(nèi)容，懂得了許多工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的處理方法，將曾經(jīng)學(xué)過的知識(shí)真正運(yùn)用到實(shí)際中來(lái)，我從中受益匪淺，我想這也是這門課程的最初本意。這次歷經(jīng)三周的課程設(shè)計(jì)使我們把平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，使我們對(duì)書本上所學(xué)的理論知識(shí)又有了進(jìn)一步

90、的理解，同時(shí)也使我們自主學(xué)習(xí)了新的知識(shí)并在設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用。此次課程設(shè)計(jì)也給我們提供了很大的發(fā)揮空間，我們積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性獨(dú)立地通過查閱書籍、網(wǎng)絡(luò)等各種資料，查找數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，并最終確定設(shè)計(jì)方案。這次課程設(shè)計(jì)提高了我們認(rèn)識(shí)問題、分析問題、解決問題的能力。</p><p>　　本設(shè)計(jì)不管是從方法上還是從專業(yè)知識(shí)上，我都有很大的收獲，這對(duì)于下次的課程設(shè)計(jì)是一個(gè)很好的鍛煉的機(jī)會(huì)，也是對(duì)專業(yè)知識(shí)的再一次學(xué)習(xí)和鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。