化工原理課程設(shè)計-- 甲醇------水溶液連續(xù)精溜塔

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　1、 設(shè)計題目: 甲醇------水溶液連續(xù)精溜塔</p><p>　　2、 設(shè)計條件:</p><p>　　處理量：t/a(15000)</p><p>　　料液組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：（40%）</p><p>　

2、　塔頂產(chǎn)品組成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：（99.5%）</p><p>　　塔頂易揮發(fā)組分回收率：（99%）</p><p>　　每年實際生產(chǎn)時間：330天/年,每天24小時連續(xù)工作</p><p>　　連續(xù)操作、中間加料、泡點回流</p><p><b>　　操作壓力：常壓</b></p><p><

3、b>　　進(jìn)料狀況：泡點進(jìn)料</b></p><p>　　塔釜間接蒸汽加熱，加熱蒸汽壓力為0.3Mpa</p><p>　　塔頂冷凝水用冷卻水的進(jìn)出口溫度差20～40℃</p><p>　　3、 設(shè)計要求:</p><p>　　(1)、 精溜塔裝置流程設(shè)計與論證</p><p>　　(2)、 浮

4、閥塔內(nèi)精溜過程的工藝計算</p><p>　　(3)、 浮閥塔主要工藝尺寸的確定</p><p><b>　　(4)、塔盤設(shè)計</b></p><p>　　(5)、 流體力學(xué)條件校核、作負(fù)荷性能圖</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、.精餾塔

5、工藝設(shè)計計算6</p><p>　　1.1 設(shè)計方案的確定6</p><p>　　1.2 精餾塔物料衡算6</p><p>　　1.3 塔板數(shù)的確定7</p><p>　　1.4 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算10</p><p>　　1.4.1用內(nèi)差法求塔頂、塔釜、進(jìn)料板的溫度10</p>

6、;<p>　　1.4.2實際板層數(shù)的求取10</p><p>　　1.4.3平均摩爾質(zhì)量計算11</p><p>　　1.4.4平均密度計算12</p><p>　　1.4.5液體平均粘度計算14</p><p>　　二、. 精餾塔的塔體工藝尺寸計算15</p><p>　　2.1 塔徑的計算

7、15</p><p>　　2.2 精餾塔有效高度的計算17</p><p>　　三、塔板主要工藝尺寸的計算18</p><p>　　3.3.1溢流裝置計算18</p><p>　　3.3.2 塔板布置19</p><p>　　3.3.3 浮閥計算及其排列20</p><p>　　3.3

8、.4 浮閥塔的流體力學(xué)性能驗算21</p><p>　　3.3.5液泛及液沫夾帶22</p><p>　　四．塔板的負(fù)荷性能圖23</p><p>　　五．塔的附屬設(shè)備的計算32</p><p>　　摘要及關(guān)鍵詞Abstract and Keywords</p><p><b>　　摘要</b

9、></p><p>　　化工生產(chǎn)中所處理的原料中間產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物，其中大部分是均相混合物。生產(chǎn)中為滿足要求需將混合物分離成較純的物質(zhì)。</p><p>　　float valve tower(column) 以浮閥作為塔盤上氣液接觸元件的一種板式塔。塔盤主要由塔板、溢流堰、受液盤及降液管組成。塔板上裝有一定數(shù)量的浮閥，按等腰三角形或正方形排列，浮閥用支腿在塔盤上定

10、位并予以導(dǎo)向。浮閥蓋在閥孔上，氣體依靠壓力使浮閥升起并鼓泡而穿過液層，進(jìn)行氣液兩相傳。浮閥塔板在蒸氣負(fù)荷、操作彈性、效率和造價等方面都比較優(yōu)越。</p><p>　　浮閥塔是最早應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備之一，五十年代之后通過大量的工業(yè)實踐逐步改進(jìn)了設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)近年來與浮閥塔一起成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備為減少對傳質(zhì)的不利影響可將塔板的液體進(jìn)入?yún)^(qū)制成突起的斜臺狀這樣可以降低進(jìn)口處的速度使塔板上氣流分布均勻。浮閥塔多用

11、不銹鋼板或合金制成，使用碳剛的比率較少。實際操作表明，篩板塔在一定程度的漏夜?fàn)顟B(tài)下操作使其板效率明顯下降其操作的負(fù)荷范圍較袍罩塔窄，但良好的塔其操作彈性仍可達(dá)到2-3。</p><p>　　蒸餾是分離均相混合物的單元操作，精餾是最常用的蒸餾方式，是組成化工生產(chǎn)過程的主要單元操作。精餾是典型的化工操作設(shè)備之一。進(jìn)行此次課程設(shè)計的目的是為了培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識,來解決實際化工問題的能力,做到能獨(dú)立進(jìn)行化工設(shè)計初步訓(xùn)練

12、，為以后從事設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān)鍵字：精餾 浮閥 溢流</p><p>　　一、.精餾塔工藝設(shè)計計算</p><p><b>　　一. 設(shè)計計算</b></p><p>　　1.1設(shè)計方案的確定及概述</p><p>　　本設(shè)計任務(wù)為分離甲醇—水混合物。對于二元混合物

13、的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。精餾是指由不同揮發(fā)度的組分所組成的混合液，在精餾塔中同時多次地進(jìn)行部分氣化和部分冷凝，使其分離成幾乎純態(tài)組分的過程。塔頂蒸汽冷凝回流和塔釜溶液再汽化是精餾高成婚度分離的充分必要條件?！?】</p><p>　　設(shè)計中采用泡點進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升的蒸汽采用全冷凝器冷凝，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。該物系屬易分離

14、物系，最小回流比較小，故采用最小回流比的2倍。塔釜采用直接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。</p><p>　　1.2精餾塔物料衡算</p><p>　　1.2.1原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率</p><p>　　甲醇的摩爾質(zhì)量 MA=32 kg/kmol</p><p>　　水的摩爾質(zhì)量 MB=18 kg/kmol<

15、;/p><p><b>　　用公式x=求出：</b></p><p>　　原料液的摩爾分率：xF==0.273 </p><p>　　同理：xD=0.99 </p><p>　　1.2.2原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量</p><p>　　MF=0.273×32 +(1-0.2

16、73)×18 =21.82kg/kmol</p><p>　　MD=0.99×32+(1-0.99)×18=31.86kg/kmol</p><p><b>　　1.2.3物料衡算</b></p><p>　　原料處理量 F==86.8kmol/h</p><p>　　總物料衡算 F=D

17、+W</p><p>　　甲醇的物料衡算FxF=DxD+Wxw</p><p><b>　　100%=0.99</b></p><p>　　聯(lián)立求解 D=23.6kmol/h</p><p>　　W=63.2kmol/h</p><p><b>　　x=0.0038</b>

18、;</p><p>　　故塔釜的摩爾分率MW=0.0038×32+(1-0.0038)×18=18.05kg/kmol </p><p><b>　　1.3塔板數(shù)的確定</b></p><p>　　1.3.1理論板層數(shù)NT的求取</p><p>　　甲醇—水屬理想物系，可采用圖解法求理論板數(shù)</

19、p><p>　　1.3.1.1由手冊查得甲醇—水物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出x—y圖，</p><p>　　圖 1 圖解法求理論板層數(shù)</p><p>　　1.3.1.2求最小回流比及操作回流比。</p><p>　　采用圖解法求最小回流比。在圖中對角線上e(0.273,0.273)作垂線ef即為進(jìn)料線（q線），該線與平衡線的交點坐標(biāo)為q（0.2

20、73,0.645）</p><p>　　故最小回流比為Xd=0.27</p><p>　　Rmin==0.927</p><p>　　取R＝2Rmin＝2×0.927＝1.854</p><p>　　1.3.1.3求精餾塔的氣、液相負(fù)荷</p><p>　　L=RD=1.854×23.6=43.8k

21、mol/h</p><p>　　V=(R+1)D=2.854×23.6=67.4kmol/h</p><p>　　L′=L+F =130.6kmol/h</p><p>　　V′= V =67.4kmol/h</p><p>　　1.3.1.4求操作線方程</p><p><b>　　精餾段操作線方

22、程為</b></p><p>　　精餾段操作線方程為</p><p>　　yn+1=+ yn+1=0.65xn+0.347（1）【1】</p><p><b>　　提餾段操作線方程</b></p><p>　　yn+1=xn－xW yn+1=1.94xn－0.938（2）【1】

23、</p><p>　　1.3.1.5圖解法求理論板層數(shù)</p><p>　　采用圖解法求理論板層數(shù)，如圖1所示。</p><p><b>　　求解結(jié)果為</b></p><p>　　求解結(jié)果為總理論板層數(shù) NT=13 </p><p>　　進(jìn)料板位置 NF=9</p>

24、<p>　　1.4精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算</p><p>　　1.4.1用內(nèi)差法求塔頂、塔釜、進(jìn)料板的溫度</p><p><b>　　塔頂溫度</b></p><p><b>　　【2】</b></p><p><b>　　求tD=65℃</b>&

25、lt;/p><p>　　同理求得tW=99.5℃</p><p><b>　　tF=78.5℃</b></p><p>　　當(dāng)tD=65℃時查得x=0.95,y=0.979</p><p><b>　　a==2.45</b></p><p>　　當(dāng)tW=99.5℃時x=0.02,

26、y=0.134</p><p><b>　　故aw=7.58</b></p><p><b>　　a==4.31</b></p><p>　　由tD=65℃，查手冊得</p><p>　　μD=0.3255 mP·s </p><p>　　當(dāng)tw==99.5℃,

27、uw=0.29 mP·s mP·s</p><p>　　U==0.314 mP·s</p><p>　　1.4.2實際板層數(shù)的求取</p><p>　　1.4.2.1全塔效率的計算</p><p>　　ET=0.49(μLа)-0.245×100%=45.52%【3】</p><p&

28、gt;　　1.4.2.2實際板層數(shù)的求取</p><p>　　精餾段實際板層數(shù) N精=9/0.4552=19.8≈20</p><p>　　提餾段實際板層數(shù) N提=4/0.4552=8.8≈9</p><p>　　1.4.3平均摩爾質(zhì)量計算</p><p>　　塔頂平均摩爾質(zhì)量計算</p><p>　　由xD=

29、y1=0.99,查平衡曲線（圖 1），得</p><p><b>　　x1=0.976</b></p><p>　　MVDm=0.99×32+(1-0.99)×18 =31.86kg/kmol</p><p>　　MLVm=0.976×32+(1-0.976)×18=31.66kg/kmol</p&

30、gt;<p>　　進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計算</p><p>　　由圖解理論板（見圖1），得</p><p><b>　　yF=0.568</b></p><p>　　查平衡曲線（見圖1），得</p><p><b>　　xF=0.19</b></p><p>　　

31、MVFm=0.568×32+(1-0.568)×18=25.96kg/kmol</p><p>　　MLFm=0.19×32+(1-0.19)×18=20.66 kg/kmol</p><p>　　塔底平均摩爾質(zhì)量計算</p><p>　　MVWm=0.0073×32+(1-0.0073)×18=18.1

32、kg/kmol</p><p>　　MLWm=0.00104×32 +(1-0.00104)×18=18 kg/kmol</p><p><b>　　精餾段平均摩爾質(zhì)量</b></p><p>　　MVm=(31.66+25.96)/2=28.81 kg/kmol</p><p>　　MLm=(31.

33、86+20.66)/2=26.26kg/kmol</p><p><b>　　提餾段平均摩爾質(zhì)量</b></p><p>　　MVm=(25.96kg/kmol+18.1 kg/kmol)/2=22.03kg/kmol</p><p>　　MLm=(20.66kg/kmol+18 kg/kmol)/2=19.33 kg/kmol</p&g

34、t;<p>　　1.4.4平均密度計算</p><p>　　1.4.4.1氣相平均密度計算</p><p>　　由理想氣體狀態(tài)方程計算，在常壓下操作即</p><p><b>　　=</b></p><p>　　分別求出塔頂，塔底，進(jìn)料板的密度并求出精餾段，提餾段氣相的平均密度</p><

35、;p>　　精餾段：ρVm===1.021kg/m3</p><p>　　提餾段： ρVm===0.746kg/m3</p><p>　　1.4.4.2液相平均密度計算</p><p>　　液相平均密度依下式計算.即</p><p>　　1/ρLm=∑αi/ρi</p><p>　　塔頂液相平均密度的計算</

36、p><p>　　由tD=65℃.查手冊得</p><p>　　ρA=755.3kg/m3 ρB=980.5kg/m3</p><p>　　ρLDm= =754.67kg/m3</p><p>　　進(jìn)料板液相平均密度的計算</p><p>　　由tF=78.5℃，查手冊得用內(nèi)插法求得</p><p>

37、;　　ρA= 722.5kg/m3 ρB=972.9kg/m3</p><p><b>　　進(jìn)料板液相質(zhì)量分率</b></p><p><b>　　αA==0.29</b></p><p><b>　　代入公式得</b></p><p>　　ρLFm=885.1kg/m3&l

38、t;/p><p><b>　　塔釡平均密度計算由</b></p><p>　　tw=99.5℃100℃，視同純水</p><p>　　ρLWM=ρB =958.4 kg/m3</p><p>　　精餾段液相平均密度為</p><p>　　ρLm=（754.67+885.1）/2=819.9kg/m3&

39、lt;/p><p>　　提餾段液相平均密度為</p><p>　　ρLm=（885.1kg/m+958.4 kg/m3）=921.8 kg/m3</p><p>　　1.4.4.3液相平均表面張力計算</p><p>　　液相平均表面張力依下式計算，即</p><p><b>　　σLm=∑xiσi</b&

40、gt;</p><p>　　塔頂液相平均表面張力的計算</p><p>　　由tD=65℃，查手冊得</p><p>　　σA=16.76mN/m σB=65.27 mN/m</p><p>　　σLDm=0.99×16.76+0.01×65.27=17.25 mN/m</p><p>　　進(jìn)

41、料板液相平均表面張力的計算</p><p>　　由tF=78.5℃,,查手冊得</p><p>　　σA=17mN/m σB=62.9mN/m</p><p>　　σLFm=0.19×17+(1-0.19)×62.9=54.18mN/m</p><p>　　塔釡板液相平均表面張力的計算</p><

42、;p>　　由tW=99.5℃,查手冊得</p><p>　　σA=14.8 mN/m σB= 58.86 mN/m</p><p>　　σLWm=0.00104×14.8 mN/m +（1-0.00104）×58.86 mN/m=58.81 mN/m</p><p>　　精餾段液相平均表面力為</p><p>

43、;　　σLm=(17.25＋54.18)/2=35.71mN/m</p><p>　　提餾段液相平均表面張力為</p><p>　　σLm=（58.81+54.18）/2=56.5 mN/m</p><p>　　1.4.5液體平均粘度計算</p><p>　　液相平均粘度依下式計算，即</p><p>　　lgμLm=

44、∑xilgμi</p><p>　　塔頂液相平均粘度的計算</p><p>　　由tD=65℃，查手冊得</p><p>　　μA=0.3255 mP·s μB=0.4355 mP·s</p><p>　　lgμLDm=0.99lg(0.3255)＋0.01lg(0.4355)</p><p>

45、　　解出 μLDm ＝0.3264 mP·s</p><p>　　進(jìn)料板液相平均粘度的計算</p><p>　　由tF=78.5℃,查手冊得</p><p>　　μA=0.45 mP?s μB=0.360 mP·s</p><p>　　lgμLFm=0.19lg(0.45)＋0.81lg(0.36)</p&g

46、t;<p>　　解出 μLFm=0.3756 mP·s</p><p><b>　　塔釜液相平均粘度</b></p><p>　　由tW=99.5℃查手冊得</p><p>　　μA=0.29 mP·s μB=0.28 mP·s</p><p>　　lgμLWm=

47、0.00104 lg(0.29)+(1-0.00104)lg(0.28)</p><p>　　解出 μLWm=0.28 mP·s</p><p><b>　　精餾段液相平均粘度</b></p><p>　　μLm=(0.3264＋0.3756)/2=0.351 mP·s</p><p><b&g

48、t;　　提餾段液相平均粘度</b></p><p>　　μLm=（0.3756+0.28）/2=0.3278 mP·s</p><p>　　二．精餾塔的塔體工藝尺寸計算【3】</p><p><b>　　2.1塔徑的計算</b></p><p>　　精餾段的氣、液相體積流率為</p>

49、<p>　　Vs===0.5082m3/s</p><p>　　Ls===0.00039m3/s</p><p>　　由 umax=C</p><p>　　式中C由式C=C20（）0.2計算，其中的C20由圖查取，圖的橫坐標(biāo)為</p><p>　?。ǎǎ?.5＝0.022</p><p>

50、;　　取塔板間距HT=0.46m,板上液層高度hL=0.06m,則</p><p>　　HT－h(huán)L＝0.46－0.06＝ 0.40 m</p><p>　　查圖得 C20=0.055</p><p>　　C=C20（）=0.062</p><p>　　umax=0.062=1.756m/s</p><p>　　取

51、安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為</p><p>　　u=0.7umax=0.7×2.421=1.23m/s</p><p>　　D精==0.725m</p><p>　　提餾段的氣、液相體積流率為</p><p>　　=0.000761m3/s</p><p>　　=0.553m3/s</p>

52、<p>　　由 umax=C</p><p>　　式中C由式C=C20（）0.2計算，其中的C20由圖查取，圖的橫坐標(biāo)為</p><p>　?。ǎǎ?.5＝0.048</p><p>　　取塔板間距HT=0.46m,板上液層高度hL=0.06m,則</p><p>　　HT－h(huán)L＝0.46－0.06＝ 0.40 m<

53、/p><p>　　查圖得 C20=0.063</p><p>　　C=C20（）=0.078</p><p>　　umax=0.078=2.74m/s</p><p>　　取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為</p><p>　　u=0.7umax=0.7×2.74=1.92m/s</p><

54、;p>　　DT ==0.757 m</p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D=0.8m</p><p><b>　　塔截面積為</b></p><p>　　AT=D2=0.502㎡</p><p><b>　　實際空塔氣速為</b></p><p>　　u==1

55、.01m/s</p><p>　　2.2精餾塔有效高度的計算</p><p><b>　　精餾段有效高度為</b></p><p>　　Z精=（N精-1）HT =(20-1)×0.46=8.74m</p><p><b>　　提餾段有效高度為</b></p><p>

56、;　　Z提=（N提-1）HT =(9-1)×0.46=3.68m</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>　　Z=Z精+Z提+0.8=8.74+3.68+0.8=14.02m</p><p>　　三．塔板主要工藝尺寸的計算【3】</p>&

57、lt;p><b>　　3.1溢流裝置計算</b></p><p>　　因塔徑D=0.9m，可選用單溢流弓形降液管，采用凹行受液盤。各項計算如下：</p><p>　　3.1.1堰長 Lw</p><p>　　取 Lw=0.7D=0.7×0.8=0.56m</p><p>　　3.1.2 溢流堰

58、高度hW</p><p>　　由 hW=hL - hOW</p><p>　　選用平直堰，堰上液層高度hOW由式hOW=計算</p><p>　　近似取E=1,則hOW==0.0039m</p><p>　　取板上清夜高度 hL=0.060m</p><p>　　故 hW=0.06-0.0063=

59、0.0561m</p><p>　　3.1.3弓形降液管寬度Wd和截面積 Af</p><p><b>　　由=0.7m</b></p><p><b>　　查圖，得</b></p><p>　　=0.087m =0.143m</p><p>　　故 Af=0.0

60、87×0.636=0.0553㎡</p><p>　　Wd=0.143D=0.143×0.8=0.1144m</p><p>　　依式驗算液體在降液管中停留時間，即</p><p>　　Q===62.23s＞5s</p><p><b>　　故降液管設(shè)計合理。</b></p><p

61、>　　3.1.4降液管底隙高度ho</p><p>　　取 0=0.08m/s</p><p>　　則 =0.0087m</p><p>　　hW-ho=0.054-0.01161=0.0474m＞0.006m</p><p>　　故降液管底隙高度設(shè)計合理。</p><p>　　選用凹形受液盤，深度=50mm

62、。</p><p><b>　　3.2塔板布置</b></p><p>　　3.2.1塔板的分塊</p><p>　　因D<800mm，故塔板采用整塊式。</p><p>　　3.2.2邊緣區(qū)寬度確定</p><p>　　取Ws=Ws’=0.08m,Wc=0.050m。</p>

63、<p>　　3.2.3開孔區(qū)面積計算</p><p><b>　　開孔區(qū)面積Aa按式</b></p><p><b>　　計算</b></p><p>　　其中 x=D/2-(Wd+Ws)= (0.8/2)-(0.144+0.08)=0.206m</p><p>　　R=(D/2)

64、-Wc=0.4-0.05=0.35m</p><p><b>　　故=0.27 ㎡</b></p><p>　　3.3浮閥計算及其排列</p><p>　　3.3.1閥孔氣速F0=u0</p><p>　　閥孔動能因數(shù)F0=u0=9～12 取F0=11</p><p>　　u0===10.

65、89m/s </p><p><b>　　3.3.2浮閥數(shù)</b></p><p>　　取dv=50mm 可得d0=0.8dv=39mm</p><p>　　N=39.1 所以取N=39</p><p><b>　　3.3.3開孔率</b></p><p>　　3.

66、3.4閥孔的排列</p><p>　　在塔板鼓泡區(qū)，閥孔的排列有正三角和等腰三角兩種方式。正三角排列又分為順排和叉，采用叉排，因為D=800mm,采用整板式，采用正三角形分布，此時孔心距為t=75mm,即高t=65mm經(jīng)畫圖（如圖2）</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　得N=49個代入公式m/s</p>

67、<p>　　F0=u0=8.06在9-12內(nèi)，符合要求。</p><p>　　3.4浮閥塔的流體力學(xué)性能驗算</p><p>　　氣體通過浮閥塔的靜壓頭</p><p>　　hf=hc+hl+hσ</p><p>　　3.4.1干板靜壓頭hc</p><p>　　浮閥全開前hc=19.9</p>

68、<p>　　浮閥全開后hc=5.34 </p><p>　　uoc= =10.38m/s<10.89m/s所以采用</p><p>　　hc=5.34=0.0402 m</p><p>　　3.4.2板上層阻力hl</p><p>　　液相為水時0=0.5 hl=0hL=0.03m</p><p>

69、;　　3.4.3液體表面張力所造成的靜壓頭hσ</p><p>　　hσ= 由于hσ很小可忽略不計</p><p>　　hf=0.0402+0.03=0.0702m</p><p><b>　　單板壓降=</b></p><p><b>　　3.5．1液泛</b></p>&

70、lt;p>　　Hd=hf+hw+hd+△h+how △h常忽略</p><p>　　hf= hσ+ hl+ hc=0.0402m+0.03m=0.0702m</p><p>　　hw=0.0561m</p><p>　　how=0.0039m</p><p>　　hd=0.153=0.00098m</p><

71、p><b>　　所以得</b></p><p>　　Hd=hf+hw+hd+△h+how=0.072m+0.06m+0.00098m=0.1312m</p><p>　　Hd≤（HT+hw）=0.5×（0.46+0.0561）=0.258m</p><p><b>　　符合防止淹塔要求。</b></p

72、><p><b>　　3.5.2液沫夾帶</b></p><p><b>　　×100%</b></p><p>　　ZL =D－2Wd=0.8－2×0.129＝0.542ｍ</p><p>　　由=1.021kg/m3,查圖知ＣF=0.112 K=1</p>

73、<p>　　=AT-2Af=0.636-2×0.0553=0.5254m2</p><p><b>　　×100%=30%</b></p><p>　　計算出的泛點率在80%以下，故可知ev<0.1kg液/kg汽要求。</p><p>　　四．塔板的負(fù)荷性能圖</p><p>　　(

74、1)精餾段漏夜線（線1）</p><p>　　=0.24 m3/s</p><p><b>　　提餾段漏夜線</b></p><p>　　= 0.30 m3/s </p><p>　　(2)精餾段過量霧沫夾帶線（線2）</p><p>　　根據(jù)ev=0.1kg液/kg汽時，泛點率F1=0.8計算&

75、lt;/p><p>　　整理得VS=1.4-21LS</p><p>　　提餾段過量霧沫夾帶線</p><p>　　由=0.746kg/ m3 查=0.93</p><p>　　把=0.746kg/ m3, =921.8 kg/ m3代入公式有</p><p>　　VS=1.37-27.3LS</p>&l

76、t;p>　　(3)精餾段液相負(fù)荷下限線</p><p><b>　　5×10-3=</b></p><p>　　=0.00036 m3/s</p><p>　　提餾段液相負(fù)荷下限線</p><p>　　（Ls）min=0.00036 m3/s</p><p>　　(4)精餾段液相負(fù)

77、荷上限線（線4）</p><p><b>　　≥3～5s</b></p><p><b>　　取=5s 解得</b></p><p>　　(Ls)max=0.553ⅹ0.46/5=0.0051 m3/s</p><p>　　提餾段液相負(fù)荷上限線</p><p>　　(Ls)m

78、ax=0.553ⅹ0.46/5=0.0051 m3/s</p><p>　　(5)精餾段液泛線（線5）</p><p>　　=hf+hw+hd+△h+how=hc+hl+hσ+hw+hd+△h+how</p><p>　　液體表面張力所造成的靜壓頭hσ和液面落差△h可忽略</p><p><b>　　hd=0.153</b&g

79、t;</p><p><b>　　這樣</b></p><p>　　=hc+hl+hσ+hw+hd+△h+how</p><p><b>　　=5.34</b></p><p>　　代入已知數(shù)據(jù)，整理得VS2=1.705-48000 LS2-10.97 LS2/3</p><p&

80、gt;　　提餾段液泛線，由上式同理可得，VS2=3.59-709.8LS2-19.3LS2/3</p><p>　　由上述五條線可畫出負(fù)荷性能圖</p><p><b>　　精餾段</b></p><p><b>　　提餾段</b></p><p>　　由圖知（1）從塔板負(fù)荷性能圖可看出，按生產(chǎn)任務(wù)

81、規(guī)定的氣相和液相流量所得到的操作點P，處在適宜操作區(qū)的位置，說明塔板設(shè)計合理。</p><p>　?。?）因為液泛線在霧沫夾帶線的上方，所以塔板的氣相負(fù)荷上限由霧沫夾帶控制，操下限由漏夜線控制。</p><p>　?。?）按固定的液氣比，從負(fù)荷性能圖中查得氣相負(fù)荷上限Vsmax，氣相負(fù)荷下限Vsmin，所以可得</p><p>　　精餾段操作點（0.00052,0.

82、7046）在圖上Vsmax=1.375m3/s, Vsmin=0.332m3/s</p><p>　　操作彈性=Vsmax/Vsmin=4.14</p><p>　　提餾段操作點（0.001014,0.7375）在圖上Vsmax=1.32m3/s, Vsmin=0.387m3/s</p><p>　　操作彈性=Vsmax/Vsmin=3.4</p>&

83、lt;p>　　塔板的這兩操作彈性在合理的范圍（3～5）之內(nèi)，由此也可表明塔板設(shè)計是合理的</p><p>　　現(xiàn)將塔板設(shè)計計算結(jié)果匯總?cè)鐖D</p><p>　　五． 塔的附屬設(shè)備的計算</p><p>　　5.1各接管尺寸的確定【2】</p><p><b>　　（1）、進(jìn)料管</b></p><

84、;p>　　(VS)F ===0.00059 m3/s 取uF=1.6m/s</p><p>　　dF ==0.0251m=25.1mm</p><p>　　經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管（GB8163-87）：【4】</p><p>　　u實==0.78m/s</p><p>　?。?）、塔頂蒸汽出口管dv</p><p

85、><b>　　qv==</b></p><p>　　取uv=18m/s 則dv==0.2213m=221.3mm</p><p>　　經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管（GB8163-87）：【4】</p><p>　　u實==17.7m/s</p><p>　?。?）、回流液管dR</p><p>

86、;<b>　　qR =</b></p><p>　　取uR=2m/s 則 dR =0.0162m=16.2mm</p><p>　　經(jīng)圓整選取焊接鋼管（GB3091-93）:【4】</p><p>　　u實==0.87m/s</p><p>　　(4)釜液排出管徑dw</p><p>&

87、lt;b>　　qw==</b></p><p>　　取uw=0.6m/s 則 dw=0.031m=31mm</p><p>　　經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管（GB8163-87）:【4】</p><p><b>　　U實=</b></p><p>　　（5）、飽和蒸汽管徑ds0</p>&l

88、t;p>　　加熱蒸汽壓力為0.3Mpa查=1.65kg/m3【4】</p><p><b>　　Vs0==</b></p><p>　　Us0=25m/s ds0=0.114m=114mm</p><p>　　經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管（GB8163-87）:</p><p><b>　　u實=</b

89、></p><p><b>　　5.2 管徑法蘭</b></p><p>　　1.進(jìn)料管法蘭 PN0.25DN30 GB8163-87</p><p>　　2. 塔頂蒸汽出口管法蘭 PN0.25DN225 GB8163-87</p><p>　　3. 回流液管法蘭 PN0.25DN25GB3091-93<

90、/p><p>　　4. 釜液排出管徑法蘭 PN0.25DN35 GB8163-87</p><p>　　5. 飽和蒸汽管徑法蘭PN0.25DN120GB8163-87</p><p>　　小結(jié)：通過這次課程設(shè)計使我充分理解到化工原理課程的重要性和實用性。更特別是對精餾原理及其操作各方面的了解和設(shè)計，對實際單元操作設(shè)計中所涉及的各個方面要注意問題都有所了解。</p&

91、gt;<p>　　，不僅讓我將所學(xué)的只是應(yīng)用到實際中，而且對知識也是一種鞏固和提升充實。在老師和同學(xué)的幫助之下，及時的按要求完成了設(shè)計任務(wù)，通過這次課程設(shè)計，使我獲得了很多重要的知識，同時也提高了自己的實際動手和知識的靈活運(yùn)用能力。</p><p>　　全章主要主要符號說明</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&