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文檔簡介
1、<p> 苯-氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計</p><p><b> 緒論</b></p><p> 1、 設(shè)計方案的思考</p><p> 通體由不銹鋼制造,塔節(jié)規(guī)格Φ25~100mm、高度0.5~1.5m,每段塔節(jié)可設(shè)置1~2個進(jìn)料口/測溫口,亦可結(jié)合客戶具體要求進(jìn)行設(shè)計制造各種非標(biāo)產(chǎn)品。整個精餾塔包括:塔釜、塔節(jié)、進(jìn)料罐、進(jìn)
2、料預(yù)熱器、塔釜液儲罐、塔頂冷凝器、回流比控制器、產(chǎn)品儲罐等。塔壓降由變送器測量,塔釜上升蒸汽量可通過采用釜液溫度或靈敏板進(jìn)行控制,塔壓可采用穩(wěn)壓閥控制,并可裝載自動安全閥。為使塔身保持絕熱操作,采用現(xiàn)代化儀表控制溫度條件,并可在室溫~300℃范圍內(nèi)任意設(shè)定。同時,為了滿足用戶的科研需要,每一段塔節(jié)內(nèi)的溫度、塔釜液相溫度、塔頂氣相溫度、進(jìn)料溫度、回流溫度、塔頂壓力、塔釜壓力、塔釜液位、進(jìn)料量等參數(shù)均可以數(shù)字顯示。</p>&
3、lt;p><b> 2、 工藝流程</b></p><p> 原料液由泵從原料儲罐中引出,在預(yù)熱器中預(yù)熱后送入連續(xù)板式精餾塔(篩板塔),塔頂上升蒸汽流采用強(qiáng)制循環(huán)式列管全凝器冷凝后一部分作為回流液,其余作為產(chǎn)品經(jīng)冷卻至后送至產(chǎn)品槽;塔釜采用熱虹吸立式再沸器提供氣相流,塔釜?dú)堃核椭翉U熱鍋爐。</p><p> 流程示意圖 :
4、
5、0; 冷凝器→塔頂產(chǎn)品冷卻器→苯的儲罐→苯 ↑↓回流原料→原料罐→原料預(yù)熱器→精餾塔
6、 ↑回流↓
7、0; 再沸器←~ 塔底產(chǎn)品冷卻器→氯苯的儲罐→氯苯 </p><p> 3、 設(shè)計方案的確定及工藝流程的說明</p><p> 本設(shè)計任務(wù)為分離苯-氯苯混合物。對于二元混合物的分離,應(yīng)采用連續(xù)精餾過程。設(shè)計中采用泡點(diǎn)進(jìn)料,將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入
8、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罐。該物系屬易分離物系,最小回流比較小,故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用間接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。</p><p><b> 第一章 設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b> 1、 設(shè)計題目</b></p>
9、;<p> 設(shè)計一座苯-氯苯連續(xù)精餾塔,塔頂餾出液中含苯97%。原料液中含苯為62%,塔底產(chǎn)品2%,生產(chǎn)能力65000t/y(以上均為質(zhì)量%)。</p><p><b> 2、 操作條件</b></p><p> 1.塔頂壓強(qiáng)4kPa(表壓);</p><p> 2.進(jìn)料熱狀況,自選;</p><p&g
10、t;<b> 3.回流比,自選;</b></p><p> 4.單板壓降不大于0.7kPa;</p><p><b> 3、 塔板類型</b></p><p><b> 篩板。</b></p><p><b> 4、 工作日</b></p&
11、gt;<p> 每年330天,每天24小時連續(xù)運(yùn)行。</p><p><b> 5、 廠址</b></p><p><b> 廠址為湖北地區(qū)。</b></p><p><b> 6、 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p> (1) 精餾塔的物料衡算;<
12、;/p><p> (2) 塔板數(shù)的確定;</p><p> (3) 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算;</p><p> (4) 精餾塔的塔體工藝尺寸計算;</p><p> (5) 塔板主要工藝尺寸的計算;</p><p> (6) 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算;</p><p> (7)
13、塔板負(fù)荷性能圖;</p><p> (8) 精餾塔接管尺寸計算;</p><p> (9) 繪制生產(chǎn)工藝流程圖;</p><p> (10) 繪制精餾塔設(shè)計條件圖;</p><p> (11) 繪制塔板施工圖(可根據(jù)實(shí)際情況選作);</p><p> (12) 對設(shè)計過程的評述和有關(guān)問題的討論。</p&
14、gt;<p><b> 7、 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p><p> 苯-氯苯純組分的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)</p><p> 其他物性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊。</p><p> 第二章 全塔的物料衡算</p><p> 1、 料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率</p><p> 苯和氯
15、苯的相對摩爾質(zhì)量分別為78.11 kg/kmol和112.5kg/kmol。</p><p> 原料液及塔頂、塔釜產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量</p><p> MF =78.11×0.7015+(1-0.7015)×112.5=88.38kg/kmol</p><p> 3、 料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品的摩爾流率</p><p>
16、依題給條件:一年以330天,一天以24小時計,有:F'=65000t/y=8210kg/h,全塔物料衡算:</p><p> 塔頂產(chǎn)品:F=8210/88.38=92.89kmol/h</p><p> 總物料守衡算: F=D+W</p><p> 有 0.7015F=0.979D+0.0286W</p><p> 代入數(shù)值
17、:F=92.89kg/h D=65.77kg/h W=27.12kg/h </p><p> 第三章 塔板數(shù)的確定</p><p><b> 1、 相平衡圖 </b></p><p> 苯-氯苯物系屬于理想物系,可采用梯級圖解法(M·T法)求取,步驟如下:</p><
18、p> 根據(jù)苯-氯苯的相平衡數(shù)據(jù),利用泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程求取</p><p> 依據(jù),,將所得計算結(jié)果列表如下:</p><p> 表3-1 相關(guān)數(shù)據(jù)計算</p><p> 本題中,塔內(nèi)壓力接近常壓(實(shí)際上略高于常壓),而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù),因?yàn)椴僮鲏毫ζx常壓很小,所以其對平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。由相平衡數(shù)據(jù)繪出圖,如圖:</p
19、><p><b> 圖1</b></p><p> 確定最小回流比及操作回流比</p><p> 采用作圖法求最小回流比,在上圖中對角線上,自點(diǎn)e(0.7015,0.7015)作垂線ef即為進(jìn)料線(q線)。該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(xq,yq),即(0.7015,0.9199)</p><p><b> 故
20、最小回流比為</b></p><p> 考慮到精餾段的操作線離平衡線比較近,故實(shí)際操作的回流比為最小回流比的2倍。</p><p> 即R=2Rmin=2×0.271=0.542</p><p> 求精餾段的氣液相負(fù)荷</p><p> 精餾段液體流量:L=RD=0.542×65.77=35.65 km
21、ol/h</p><p> 精餾段氣體流量:V=(R+1)D=(0.542+1)×65.77=101.42 kmol/h</p><p> 提留段液體流量:L′=L+qF=35.65+92.89=128.54 kmol/h</p><p> 提留段氣體流量:V′=V=101.42 kmol/h</p><p><b>
22、; 3、 求理論塔板數(shù)</b></p><p><b> 精餾段操作線:</b></p><p><b> 提餾段操作線:</b></p><p> 做理論塔板數(shù)的圖解得:NT =8(包括再沸器),精餾段NT1 = 2塊,NT2=6塊,第三塊為加料板位置。</p><p><
23、;b> 圖2</b></p><p> 4、 取全塔效率ET=48%</p><p> 實(shí)際塔板數(shù)(近似取兩段效率相同)</p><p><b> 精餾段:塊,取塊</b></p><p><b> 提餾段:塊,取塊</b></p><p><
24、;b> 總塔板數(shù)塊。</b></p><p> 第四章 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算</p><p> 1. 操作壓力的計算</p><p> 塔頂操作壓力 </p><p> 每層塔板壓降 </p><p> 進(jìn)料板壓力 </p>
25、<p> 精餾段平均壓力 </p><p> 塔底操作壓力 </p><p> 提餾段平均壓力 </p><p><b> 操作溫度的計算</b></p><p> 依據(jù)操作壓力,由泡點(diǎn)方程通過試差法,計算出泡點(diǎn)溫度,其中苯、氯苯的飽和蒸汽壓由安托尼方程計算,計算結(jié)果如
26、下:</p><p> ①假設(shè)塔頂?shù)呐蔹c(diǎn)溫度,則純組分的飽和蒸氣壓為</p><p><b> 對苯 </b></p><p><b> 對氯苯 </b></p><p> 代入泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程,得</p><p> 故假設(shè)正確,塔頂溫度為</p>
27、<p> ?、诩僭O(shè)塔頂?shù)倪M(jìn)料板溫度,則純組分的飽和蒸氣壓為</p><p><b> 對苯 </b></p><p><b> 對氯苯 </b></p><p> 代入泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程,得</p><p> 假設(shè)正確,故進(jìn)料板溫度為</p><p>
28、; ?、奂僭O(shè)塔底的泡點(diǎn)溫度,則純組分的飽和蒸氣壓為</p><p><b> 對苯 </b></p><p><b> 對氯苯 </b></p><p><b> 代入泡點(diǎn)方程,得</b></p><p> 假設(shè)正確,故塔頂溫度為</p><p&
29、gt; 精餾段平均溫度 </p><p> 提餾段平均溫度 </p><p> 全塔平均溫度 </p><p><b> 黏度的計算</b></p><p><b> 在℃ 時,查得 ,</b></p><p><b> 則,
30、</b></p><p><b> 相對揮發(fā)度的計算</b></p><p><b> 塔頂: </b></p><p><b> 塔底:</b></p><p> 全塔平均相對揮發(fā)度:</p><p> 根據(jù)奧康奈爾關(guān)聯(lián)法,&l
31、t;/p><p> 故假設(shè)成立,總板效率ET=0.48</p><p> 5、 平均摩爾質(zhì)量的計算</p><p> 塔頂:由,查平衡曲線得</p><p> 進(jìn)料板:由圖理論板得,查平衡曲線得</p><p> 塔底:由圖理論板得,查平衡曲線得</p><p><b> 精餾
32、段平均摩爾質(zhì)量</b></p><p><b> 提餾段平均摩爾質(zhì)量</b></p><p> 6、 平均密度的計算</p><p> ?。?)氣相平均密度計算</p><p> 由理想氣體狀態(tài)方程計算,得</p><p><b> 精餾段 </b><
33、;/p><p><b> 提餾段 </b></p><p> (2)液相平均密度計算</p><p><b> 塔頂時,</b></p><p><b> 進(jìn)料板時,</b></p><p><b> 塔底時,</b><
34、/p><p> 精餾段液相平均密度為</p><p> 提餾段液相平均密度為</p><p><b> 液體表面張力的計算</b></p><p> 雙組份混合液的表面張力可如下計算:</p><p> 液相平均表面張力的計算</p><p><b> 塔
35、頂時,查得 </b></p><p> 進(jìn)料板時,查得 </p><p><b> 塔底時,查得 </b></p><p> 精餾段液相平均表面張力為</p><p> 提餾段液相平均表面張力為</p><p> 第五章 精餾塔的塔體主要尺寸的設(shè)計計算</
36、p><p><b> 1. 塔徑的計算</b></p><p> ?。?) 精餾段的氣、液相體積流率的計算</p><p><b> 由</b></p><p> 式中C由公式計算,其中可由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出,圖的橫坐標(biāo)為</p><p> 取板間距,板上液層高度,則<
37、;/p><p><b> 由史密斯關(guān)系圖得</b></p><p> 取安全系數(shù)為0.7,則空塔氣速為</p><p> 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后取D=1.0m。</p><p><b> 塔截面積為: </b></p><p><b> 實(shí)際空塔氣速 </
38、b></p><p> ?。?) 提餾段的氣、液相體積流率的計算</p><p><b> 由</b></p><p> 式中C由公式計算,其中可由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出,圖的橫坐標(biāo)為</p><p> 取板間距,板上液層高度,則</p><p><b> 由史密斯關(guān)系圖得<
39、;/b></p><p> 取安全系數(shù)為0.7,則空塔氣速為</p><p> 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后取D=1.0m。</p><p><b> 塔截面積為: </b></p><p><b> 實(shí)際空塔氣速 </b></p><p> 2、 精餾塔有效高度的計
40、算</p><p> 精餾段的有效高度: </p><p> 提餾段的有效高度: </p><p> 在進(jìn)料板上方開一人孔,提餾段中開兩個人孔,其高度為0.8m,則精餾塔的有效高度為:</p><p> 全塔實(shí)際高度的計算:</p><p> 取進(jìn)料板板間距為0.8m,人孔處的板間距為0.8m,塔底空間高
41、度為2.0m,塔頂空間高度為0.7m ,封頭高度為0.6m,裙座高度為2.0m,則全塔高度為:</p><p> 第六章 塔板主要工藝尺寸計算</p><p> 1、精餾段溢流裝置的計算</p><p> 因塔徑D=1.0m,可選用單溢流弓形降液管,才用凹形受液盤。各項(xiàng)計算如下:</p><p><b> 堰長</b
42、></p><p><b> 取</b></p><p><b> 溢流堰高度</b></p><p> 由,選用平直堰,堰上液層高度由弗蘭西斯公式求得</p><p><b> 其中E近似取1</b></p><p> 取板上清夜層高度
43、 ,則</p><p> 弓形降液管寬度和降液管面積</p><p><b> 由時,查表得</b></p><p> 液體在降液管里停留的時間</p><p><b> 降液管設(shè)計合理</b></p><p><b> 降液管底隙高度</b>
44、;</p><p><b> ?。ㄈ?)</b></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</p><p> 2、 提餾段溢流裝置的計算</p><p> 因塔徑D=1.0m,可選用單溢流弓形降液管,才用凹形受液盤。各項(xiàng)計算如下:</p&
45、gt;<p><b> 堰長</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 溢流堰高度</b></p><p> 由,選用平直堰,堰上液層高度由弗蘭西斯公式求得</p><p><b> 其中E近似取1</b&g
46、t;</p><p> 取板上清夜層高度 ,則</p><p> 弓形降液管寬度和降液管面積</p><p><b> 由時,查表得</b></p><p> 液體在降液管里停留的時間</p><p><b> 降液管設(shè)計合理</b></p><
47、;p><b> 降液管底隙高度</b></p><p><b> ?。ㄈ?)</b></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</p><p> 3、 塔板布置的計算</p><p> 精餾段塔板布置的計算:<
48、;/p><p><b> ?。?)塔板的分塊</b></p><p> 因D>800mm,所以塔板采用分塊式。查表得,塔板分為3塊。</p><p> ?。?)邊緣區(qū)寬度的確定</p><p><b> 取</b></p><p> ?。?)開孔區(qū)面積計算</p&
49、gt;<p><b> 開孔區(qū)面積</b></p><p><b> 式中:</b></p><p> (4)篩孔計算及其排列</p><p> 取篩孔的孔徑,正三角形排列,篩板采用碳鋼,其厚度,故孔心距。</p><p> 每層塔板的開孔數(shù)(個)</p>&l
50、t;p><b> 每層塔板的開孔率</b></p><p> 氣體通過篩孔的氣速為: </p><p> 提餾段塔板布置的計算:</p><p><b> ?。?)塔板的分塊</b></p><p> 因D>800mm,所以塔板采用分塊式。查表得,塔板分為3塊。</p>
51、;<p> ?。?)邊緣區(qū)寬度的確定</p><p><b> 取</b></p><p> (3)開孔區(qū)面積計算</p><p><b> 開孔區(qū)面積</b></p><p><b> 式中:</b></p><p> ?。?)篩
52、孔計算及其排列</p><p> 取篩孔的孔徑,正三角形排列,篩板采用碳鋼,其厚度,故孔心距。</p><p> 每層塔板的開孔數(shù)(個)</p><p><b> 每層塔板的開孔率</b></p><p> 氣體通過篩孔的氣速為: </p><p> 第七章 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算<
53、/p><p><b> 1、 塔板壓降</b></p><p><b> 精餾段:</b></p><p> (1) 干板阻力的計算</p><p> 由查圖5-10得=0.772</p><p> (2)氣體通過液層的阻力計算</p><p>
54、<b> m/s</b></p><p><b> 查表,取。故</b></p><p> ?。?)液體表面張力的阻力計算</p><p> 液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 由下式計算</p><p> 氣體通過每層塔板的液柱高度為</p><p> 氣體通過每層塔板的壓
55、降為</p><p><b> ?。M足工藝要求)</b></p><p><b> 提餾段:</b></p><p> (1)干板阻力的計算</p><p> 由查圖5-10得=0.772</p><p> (2)氣體通過液層的阻力計算</p><
56、;p><b> m/s</b></p><p><b> 查表,取。故</b></p><p> ?。?)液體表面張力的阻力計算</p><p> 液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 由下式計算</p><p> 氣體通過每層塔板的液柱高度為</p><p> 氣體通過
57、每層塔板的壓降為</p><p><b> (滿足工藝要求)</b></p><p><b> 液面落差</b></p><p> 對于篩板塔,液面落差很小,且計算得到的塔徑和液流量均不大,故可以忽略液面落差的影響。</p><p><b> 液沫夾帶</b></
58、p><p><b> 精餾段:</b></p><p><b> 式中:</b></p><p> 故在本設(shè)計中液沫夾帶量在允許范圍中。</p><p><b> 提餾段:</b></p><p><b> 式中:</b>&l
59、t;/p><p> 故在本設(shè)計中液沫夾帶量在允許范圍中。</p><p><b> 漏液的驗(yàn)算</b></p><p><b> 精餾段:</b></p><p> 對于篩板塔,漏液點(diǎn)的氣速計算如下:</p><p><b> 實(shí)際孔速</b>&l
60、t;/p><p><b> 篩板的穩(wěn)定性系數(shù)</b></p><p> 故本設(shè)計中無明顯漏液。</p><p><b> 提餾段:</b></p><p> 對于篩板塔,漏液點(diǎn)的氣速計算如下:</p><p><b> 實(shí)際孔速</b></p
61、><p><b> 篩板的穩(wěn)定性系數(shù)</b></p><p> 故本設(shè)計中無明顯漏液。</p><p><b> 5、液泛</b></p><p><b> 精餾段:</b></p><p> 為防止降液管發(fā)生液泛,應(yīng)使降液管中的清液層高度<
62、/p><p> 苯—氯苯物系屬于一般物系,取φ=0.5 ,則:</p><p><b> 而</b></p><p><b> 板上不設(shè)進(jìn)口堰,則</b></p><p><b> 液柱</b></p><p><b> 液柱</b
63、></p><p><b> 成立</b></p><p> 故在本設(shè)計中不會產(chǎn)生液泛現(xiàn)象。</p><p><b> 提餾段:</b></p><p> 為防止降液管發(fā)生液泛,應(yīng)使降液管中的清液層高度</p><p> 苯—氯苯物系屬于一般物系,取φ=0.5
64、 ,則:</p><p><b> 而</b></p><p><b> 板上不設(shè)進(jìn)口堰,則</b></p><p><b> 液柱</b></p><p><b> 液柱</b></p><p><b> 成立
65、</b></p><p> 故在本設(shè)計中不會產(chǎn)生液泛現(xiàn)象。</p><p> 第八章 塔板負(fù)荷性能圖</p><p> 1、 精餾段塔板負(fù)荷性能圖:</p><p> (1) 漏液線(氣相負(fù)荷下限線)</p><p><b> 漏液點(diǎn)氣速</b></p>&l
66、t;p><b> 整理得:</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,以上式計算出值,計算結(jié)果列于下表:</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出漏液線1</p><p> ?。?) 液沫夾帶線(氣相負(fù)荷上限線)</p><p> 以氣為限,求關(guān)系如下</p><p><b
67、> 式中:</b></p><p><b> 將已知數(shù)據(jù)代入式</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,以上式計算出值,計算結(jié)果列于下表:</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出液沫夾帶線2</p><p> ?。?) 液相負(fù)荷下限線</p><p> 對于平直
68、堰,取平堰堰上液層高度m。</p><p><b> 取E=1,則:</b></p><p> 據(jù)此可作出與氣相流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。</p><p> (4) 液相負(fù)荷上限線</p><p> 以θ=4s,作為漿液管中停留時間的下限</p><p><b> 由&l
69、t;/b></p><p><b> 故: </b></p><p> 據(jù)此可作出與氣相流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4。</p><p><b> ?。?) 液泛線</b></p><p> 令 </p><p><b> 聯(lián)立得:
70、</b></p><p> 忽略,將與,與,與的關(guān)系式代入上式:</p><p><b> 式中:</b></p><p><b> 代入有關(guān)數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> 故:</b></p><p><b>
71、 整理得:</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任意取幾個值,以上式計算出值,計算結(jié)果列表如下: </p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出液泛線5</p><p> 作出負(fù)荷性能圖如下:</p><p> 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
72、操作上線為液泛控制,下限為漏液控制。由上圖查得</p><p> Vs,max=1.06m3/s</p><p> Vs,min=0.36m3/s</p><p><b> 故操作彈性為:</b></p><p> 2、 提餾段塔板負(fù)荷性能圖:</p><p> ?。?) 漏液線(氣相負(fù)荷
73、下限線)</p><p><b> 漏液點(diǎn)氣速</b></p><p><b> 整理得:</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,以上式計算出值,計算結(jié)果列于下表:</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出漏液線1</p><p> (2) 液沫夾帶線(氣相
74、負(fù)荷上限線)</p><p> 以氣為限,求關(guān)系如下</p><p><b> 式中:</b></p><p><b> 將已知數(shù)據(jù)代入式</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任取幾個值,以上式計算出值,計算結(jié)果列于下表:</p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出液沫
75、夾帶線2</p><p> ?。?) 液相負(fù)荷下限線</p><p> 對于平直堰,取平堰堰上液層高度m。</p><p><b> 取E=1,則:</b></p><p> 據(jù)此可作出與氣相流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。</p><p> ?。?) 液相負(fù)荷上限線</p>
76、<p> 以θ=4s,作為漿液管中停留時間的下限</p><p><b> 由</b></p><p><b> 故: </b></p><p> 據(jù)此可作出與氣相流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4。</p><p><b> (5) 液泛線</b></
77、p><p> 令 </p><p><b> 聯(lián)立得:</b></p><p> 忽略,將與,與,與的關(guān)系式代入上式:</p><p><b> 式中:</b></p><p><b> 代入有關(guān)數(shù)據(jù)得:</b></p>
78、;<p><b> 故:</b></p><p><b> 整理得:</b></p><p> 在操作范圍內(nèi),任意取幾個值,以上式計算出值,計算結(jié)果列表如下: </p><p> 依據(jù)表中數(shù)據(jù)作出液泛線5</p><p> 作出負(fù)荷性
79、能圖如下:</p><p> 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,該篩板的操作上線為液泛控制,下限為漏液控制。由上圖查得</p><p> Vs,max=1.16m3/s</p><p> Vs,min=0.31m3/s</p><p><b> 故操作彈性為:</b></p&
80、gt;<p><b> 符號說明:</b></p><p><b> ——降液管面積,;</b></p><p><b> ——塔截面積,;</b></p><p> —計算時負(fù)荷系數(shù),量綱為一;</p><p> ——液體表面張力為時的負(fù)荷因子,量綱為
81、一;</p><p> ——塔頂餾出液流量,;</p><p><b> ——塔徑,;</b></p><p><b> ——篩孔直徑,;</b></p><p> ——液流收縮系數(shù),量綱為一;</p><p><b> ——進(jìn)料流量,;</b>
82、;</p><p><b> ——重力加速度,;</b></p><p><b> ——塔高,或;</b></p><p><b> ——板間距,;</b></p><p> —與干板壓強(qiáng)相當(dāng)?shù)囊合喔叨?lt;/p><p> —與氣相穿過板上液層高
83、度壓強(qiáng)降</p><p><b> 相當(dāng)?shù)囊褐叨?,?lt;/b></p><p> ——板上液層高度,;</p><p> ——降液管底隙高度,;</p><p> ——堰上液層高度,;</p><p> —與單板壓強(qiáng)降相當(dāng)液層高度,;</p><p><b&
84、gt; ——溢流堰高度,;</b></p><p> ——與克服液體表面張力的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?lt;/p><p> ——塔內(nèi)下降液體的流量,;</p><p><b> ——液體流量,;</b></p><p> ——塔內(nèi)下降液體流量,;</p><p><b&g
85、t; ——溢流堰長度,;</b></p><p><b> ——塔板數(shù);</b></p><p><b> ——實(shí)際塔板數(shù);</b></p><p><b> ——理論塔板數(shù);</b></p><p><b> ——篩孔數(shù),個;</b>
86、;</p><p><b> ——操作壓強(qiáng),或;</b></p><p><b> ——壓強(qiáng)降,或;</b></p><p> ——進(jìn)料熱狀況參數(shù);</p><p><b> ——回流比;</b></p><p><b> ——篩板中
87、心距,;</b></p><p><b> ——空塔氣速,;</b></p><p> ——降液管底隙處液體流速,;</p><p> —按開孔流通面積計算氣速,;</p><p> ——篩板氣速,; </p>
88、<p><b> ——漏液點(diǎn)氣速,;</b></p><p> ——塔內(nèi)上升蒸氣流量,;</p><p> ——塔內(nèi)上升蒸氣流量,;</p><p> —釜?dú)堃海ㄋ桩a(chǎn)品)流量,;</p><p> ——無效區(qū)邊緣寬度,;</p><p> ——弓形降液管寬度,;</
89、p><p><b> ——安定區(qū)寬度,;</b></p><p> ——液相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù);</p><p> ——?dú)庀嘀幸讚]發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù);</p><p><b> ——塔有效高度,;</b></p><p><b> ——塔板序號;</b
90、></p><p> ——相對揮發(fā)度,量綱為一;</p><p> ——篩孔流量系數(shù)的修正系數(shù)</p><p><b> ——篩板厚度,;</b></p><p> ——板上液層充氣系數(shù),量綱為一;</p><p><b> ——易揮發(fā)組分;</b></
91、p><p><b> ——難揮發(fā)組分;</b></p><p><b> ——餾出液;</b></p><p><b> ——原料液;</b></p><p><b> ——小時;</b></p><p><b>
92、——液相密度,;</b></p><p><b> ——?dú)庀嗝芏?,?lt;/b></p><p> —液體表面張力,或;</p><p><b> ——時間,;</b></p><p><b> ——開孔率;</b></p><p>
93、——液體密度校正系數(shù);</p><p><b> ——組分序號;</b></p><p><b> ——液相;</b></p><p><b> ——平均;</b></p><p><b> ——最??;</b></p><p&g
94、t;<b> ——最大;</b></p><p><b> 篩板塔設(shè)計計算結(jié)果</b></p><p> 結(jié)論 </p><p> 本化工原理課程設(shè)計通過給定的生產(chǎn)操作條件設(shè)計苯-氯苯物系的篩板精餾塔。通過設(shè)計,初步掌握了精餾塔設(shè)計的一般過程,深化了精餾原理的理解,對明年的畢業(yè)設(shè)計打下了堅(jiān)實(shí)
95、的基礎(chǔ);通過查資料對塔設(shè)備的內(nèi)外結(jié)構(gòu)都有了進(jìn)一步的認(rèn)識。對于這次的課程設(shè)計我總結(jié)有以下觀點(diǎn):</p><p> 數(shù)據(jù)必須自己查,并且盡可能保證數(shù)據(jù)的同一來源。</p><p> 對各公式的單位必須清楚,否則必然導(dǎo)致嚴(yán)重錯誤。</p><p> 對設(shè)計來說,耐心和細(xì)心同樣重要,缺一不可。</p><p> 出現(xiàn)問題要認(rèn)真找出癥結(jié)所在,再
96、根據(jù)理論調(diào)節(jié)各參數(shù)的取值范圍以達(dá)到要求。</p><p> 要有面對錯誤的信心,相信總會有好的結(jié)果的!</p><p> 以上的內(nèi)容是化工原理的課程設(shè)計的所有數(shù)據(jù)和資料。這次的課程設(shè)計就給了我們一次把書本中的知識聯(lián)系到實(shí)踐中去的機(jī)會,通過這次課程設(shè)計使我充分認(rèn)識到化工原理課程的重要性和實(shí)用性,也讓我明白了書本上學(xué)習(xí)到的知識只是實(shí)際應(yīng)用中的皮毛而已,有更多的實(shí)際生產(chǎn)問題是書本上的理論解決
97、不了的。</p><p> 化工原理課程設(shè)計的主要內(nèi)容是進(jìn)行有關(guān)工藝計算與設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計,還要求畫出工藝流程圖和設(shè)備主要構(gòu)型圖,它與我們平時一般的習(xí)題、大作業(yè)有著明顯的不同,因?yàn)樗婕暗闹R范圍更廣,要求更高。資料、數(shù)據(jù)的收集,流程方案的確定,操作參數(shù)的選擇,工藝和設(shè)備的計算等,單憑所學(xué)教科書是難以解決的,它要求我們要去查閱一定的資料、文獻(xiàn),并結(jié)合在化工原理課程中所學(xué)習(xí)過的理論知識及已修課程的基礎(chǔ)之上做綜合運(yùn)用
98、。特備對我們來說,用僅有的兩周時間做完,真的可以說已經(jīng)飽嘗了辛酸與喜悅共進(jìn)的滋味。</p><p> 這次課程設(shè)計使我對精餾原理及其操作各方面有了較深入的了解并且參與了設(shè)計之后才知道,要設(shè)計好一個設(shè)備光是書上的公式還不夠,還要查閱一些專門的手冊和一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),否則設(shè)計出來的設(shè)備僅僅是圖紙而已,根本不能用于工業(yè)生產(chǎn)。在老師和同學(xué)的幫助,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(shí)際動手和靈活
99、整合運(yùn)用知識的能力 。雖然整體設(shè)計我基本滿意,而且改改算算了好幾次,但由于缺乏經(jīng)驗(yàn)難免會有不足之處,請老師批評指正。</p><p><b> 參考文獻(xiàn):</b></p><p> 1.《化學(xué)工程基礎(chǔ)》,化學(xué)工業(yè)出版社,李德華,2007年</p><p> 2.《化工原理課程設(shè)計》,大連理工大學(xué)出版社,王國勝,2006年</p>
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