苯-甲苯分離精餾塔課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一工藝流程圖與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集………………………………3</p><p>　　二 精餾塔的物料衡算 …………………………………………5</p><p>　　1.原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)….............................................

2、..........5</p><p>　　2.原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量...................................................5</p><p>　　3.物料衡算原料處理量................................................................................

3、.......5</p><p>　　三 塔板數(shù)的確定 ………………………………………………6</p><p>　　1.理論板層數(shù)的求取....................................................................................6</p><p>　　2.實(shí)際板層數(shù)的求取..........

4、.................................................................................7</p><p>　　四 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ………………7</p><p>　　1.操作壓力計(jì)算........................................................

5、...........................................7</p><p>　　2.操作溫度計(jì)算...................................................................................................8</p><p>　　3.平均摩爾質(zhì)量計(jì)算............

6、...............................................................................8</p><p>　　4.平均密度計(jì)算...................................................................................................8</p>

7、;<p>　　5.液相平均表面張力計(jì)算...................................................................................9</p><p>　　6.液相平均粘度計(jì)算.............................................................................

8、..............10</p><p>　　五 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 ………………………………10</p><p>　　1. 精餾段塔徑的計(jì)算.........................................................................................10</p><p>　　2. 提

9、餾段塔徑的計(jì)算.........................................................................................11</p><p>　　3. 精餾塔有效高度計(jì)算.....................................................................................12

10、</p><p>　　六 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 …………………………………12</p><p><b>　?、寰s段</b></p><p>　　1.溢流裝置計(jì)算...........................................................................................

11、........12</p><p>　　2.塔板布置...........................................................................................................13</p><p><b>　?、嫣狃s段</b></p><p>　　1.溢

12、流裝置計(jì)算...................................................................................................14</p><p>　　2.塔板布置.....................................................................................

13、......................14</p><p>　　七 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ………………………………………16</p><p><b>　　㈠精餾段</b></p><p>　　1.塔板壓降.....................................................................

14、......................................16</p><p>　　2.液面落差...........................................................................................................17</p><p>　　3.液沫夾帶.............

15、..............................................................................................17</p><p>　　4.漏液.................................................................................................

16、..................17</p><p>　　5.液泛...................................................................................................................17</p><p><b>　　㈡提餾段</b></p>

17、<p>　　1.塔板壓降...........................................................................................................17</p><p>　　2.液面落差...............................................................

18、.............................................18</p><p>　　3.液沫夾帶............................................................................................................18</p><p>　　4.漏液.......

19、.............................................................................................................19</p><p>　　5.液泛..................................................................................

20、..................................19</p><p>　　八 塔板負(fù)荷性能圖 ……………………………………………19</p><p><b>　　㈠精餾段</b></p><p>　　1.漏液線.........................................................

21、.......................................................19</p><p>　　2.液沫夾帶線........................................................................................................20</p><p>　　3.液相

22、負(fù)荷下限線................................................................................................20</p><p>　　4.液相負(fù)荷上限線.....................................................................................

23、.......... 21</p><p>　　5.液泛線................................................................................................................21</p><p><b>　?、嫣狃s段</b></p><p&g

24、t;　　1.漏液線................................................................................................................22</p><p>　　2.液沫夾帶線...................................................................

25、.....................................23</p><p>　　3.液相負(fù)荷下限線................................................................................................23</p><p>　　4.液相負(fù)荷上限線...................

26、.............................................................................24</p><p>　　5.液泛線................................................................................................................2

27、4</p><p>　　九 熱量衡算﹑換熱器及管道選取………………………………26</p><p>　　1.塔頂冷凝器.........................................................................................................26</p><p>　　2塔釜再沸器.

28、........................................................................................................28</p><p>　　3進(jìn)料預(yù)熱器.....................................................................................

29、....................30</p><p>　　4塔頂產(chǎn)品冷凝器.................................................................................................31</p><p>　　5塔底產(chǎn)品冷凝器.....................................

30、............................................................33</p><p>　　6離心泵的選擇.....................................................................................................35</p><p>　　十

31、設(shè)計(jì)一覽表……………………………………………………35</p><p>　　十一 參考文獻(xiàn)……………………………………………………36</p><p>　　附圖………………………………………………………………...37</p><p>　　一工藝流程圖與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集</p><p>　　下圖是板式塔的簡略圖</p><p

32、>　　表1 苯和甲苯的物理性質(zhì)</p><p>　　表2 苯和甲苯的飽和蒸汽壓</p><p>　　表3 常溫下苯—甲苯氣液平衡數(shù)據(jù) </p><p>　　表4 純組分的表面張力 </p><p>　　表5 組分的液相密度 </p><p>　　表6 液體粘度µ </p>&l

33、t;p>　　表7常壓下苯——甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)</p><p>　　圖1常壓下苯——甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)圖</p><p>　　二 精餾塔的物料衡算</p><p>　　1.原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù)</p><p>　　苯的摩爾質(zhì)量 =78.11Kg/kmol</p><p>　　甲苯的摩爾質(zhì)量

34、 =92.14Kg/kmol</p><p><b>　　==0.440</b></p><p><b>　　==0.974</b></p><p><b>　　==0.024</b></p><p>　　2.原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量</p><

35、p>　　=0.44078.11+(1-0.440)92.14=85.97Kg/kmol</p><p>　　=0.97478.11+(1-0.974)92.14=78.47Kg/kmol</p><p>　　=0.02478.11+(1-0.024)92.14=91.80Kg/kmol</p><p>　　3.物料衡算產(chǎn)品產(chǎn)量

36、 </p><p>　　D==19.39Kmol/h</p><p>　　總物料衡算 F=D+W</p><p>　　苯物料衡算 F0.440=0.974D+0.024W</p><p>　　聯(lián)立解得 F=44.29Kmol/h，W=24.90Kmol/h</p><p><

37、;b>　　三 塔板數(shù)的確定</b></p><p>　　1.理論板層數(shù)的求取</p><p>　　苯-甲苯屬理論物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。</p><p>　　①由手冊查得苯-甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出x-y圖</p><p>　　②求最小回流比及操作回流比</p><p>　　采用作圖法求最

38、小回流比。在圖中對角線上，自點(diǎn)e（0.440，0.440）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：</p><p>　　=0.660 =0.440</p><p><b>　　故最小回流比為：=</b></p><p><b>

39、;　　取操作回流比為：</b></p><p>　?、矍缶s塔的氣、液相負(fù)荷</p><p><b>　　Kmol/h</b></p><p><b>　　Kmol/h</b></p><p><b>　　Kmol/h</b></p><p>

40、;<b>　　Kmol/h</b></p><p><b>　?、芮蟛僮骶€方程</b></p><p><b>　　精餾段操作線方程 </b></p><p><b>　　提餾段操作線方程 </b></p><p>　?、輬D解法求理論板層數(shù)</p&g

41、t;<p>　　采用圖解法求理論板層數(shù)，求解結(jié)果為：</p><p>　　總理論板層數(shù)，進(jìn)料板位置</p><p><b>　　實(shí)際板層數(shù)的求取</b></p><p>　　查圖得：塔頂 T=81.7 塔釜 T=109.5</p><p><b>　　==95.6</b></

42、p><p><b>　　時(shí)</b></p><p><b>　　相對揮發(fā)度a=</b></p><p>　　塔頂與塔底平均溫度下的粘度mPa·s</p><p><b>　　全板效率</b></p><p><b>　　精餾段實(shí)際板層數(shù)：

43、</b></p><p><b>　　提餾段實(shí)際板層數(shù)：</b></p><p><b>　　11板進(jìn)料</b></p><p>　　四 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算</p><p><b>　　1.操作壓力計(jì)算</b></p><p&g

44、t;　　塔頂操作壓力 kPa</p><p>　　每層塔板壓降 kPa</p><p>　　進(jìn)料板壓力 kPa </p><p>　　塔釜壓力 kPa </p><p>　　精餾段平均壓力 kPa</p><p>　　精餾段平均壓力 kPa</p><p><

45、b>　　2.操作溫度計(jì)算</b></p><p>　　讀圖知：塔頂溫度 進(jìn)料板溫度 塔釜溫度</p><p>　　3.平均摩爾質(zhì)量計(jì)算</p><p>　?、潘斈栙|(zhì)量計(jì)算：由</p><p>　　⑵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&g

46、t;</p><p><b>　　查平衡曲線，得 </b></p><p>　　（3）塔釜摩爾質(zhì)量計(jì)算</p><p>　?。?）精餾段平均摩爾質(zhì)量</p><p>　　（4）提餾段平均摩爾質(zhì)量</p><p><b>　　4.平均密度計(jì)算</b></p>&l

47、t;p><b>　　⑴氣相平均密度計(jì)算</b></p><p>　　由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算，即</p><p><b>　　精餾段 </b></p><p><b>　　提餾段 </b></p><p><b>　　⑵液相平均密度計(jì)算</b>&

48、lt;/p><p>　　液相平均密度依下式計(jì)算：</p><p>　　①塔頂液相平均密度計(jì)算：</p><p><b>　　由，查手冊得 </b></p><p>　?、谶M(jìn)料板液相平均密度計(jì)算</p><p><b>　　由，查手冊得 </b></p><p

49、>　　進(jìn)料板液相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算</p><p>　?、鬯合嗥骄芏扔?jì)算：</p><p><b>　　由，查手冊得 </b></p><p>　?、芫s段液相平均密度為 </p><p>　　提餾段液相平均密度為 </p><p>　　5.液相平均表面張力計(jì)算 液相平均表面張力

50、依下式計(jì)算，即</p><p>　?、潘斠合嗥骄砻鎻埩τ?jì)算</p><p><b>　　由，查手冊得 </b></p><p>　?、七M(jìn)料板液相平均表面張力計(jì)算</p><p><b>　　由，查手冊得 </b></p><p>　?、撬我合嗥骄砻鎻埩τ?jì)算<

51、;/p><p><b>　　由，查手冊得 </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>　　6.液相平均粘度計(jì)算</p><p>　　液相平均粘度依下式計(jì)算：</p><p>　　⑴塔頂液相平均粘

52、度計(jì)算</p><p><b>　　由，查手冊得 </b></p><p><b>　　解得 </b></p><p>　?、七M(jìn)料板液相平均粘度計(jì)算</p><p><b>　　由，查手冊得 </b></p><p><b>　　解得

53、</b></p><p>　　⑶塔頂液相平均粘度計(jì)算</p><p><b>　　由，查手冊得 </b></p><p><b>　　解得 </b></p><p>　　精餾段液相平均粘度為 </p><p>　　提餾段液相平均粘度為 </p>

54、<p>　　五 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算</p><p>　　1.精餾段塔徑的計(jì)算</p><p>　?。?） 精餾段的氣、液相體積流率為：</p><p>　　由，其中的由圖查取，圖的橫坐標(biāo)為： </p><p><b>　　取板間距，則</b></p><p>&l

55、t;b>　　查圖得=0.075</b></p><p>　　取安全系數(shù)0.7，u=0.7 =0.889m/s</p><p><b>　　D=</b></p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 </p><p>　　塔截面積為 </p><p>　　實(shí)際空塔氣速

56、為 </p><p>　　2.提餾段塔徑的計(jì)算</p><p>　　提餾段的氣、液相體積流率為：</p><p>　　由，其中的由圖查取，圖的橫坐標(biāo)為： </p><p><b>　　取板間距，則</b></p><p><b>　　查圖得=0.083&

57、lt;/b></p><p>　　取安全系數(shù)0.7，u=0.7 =0.900m/s</p><p><b>　　D=</b></p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 </p><p>　　塔截面積為 </p><p>　　實(shí)際空塔氣速為

58、 </p><p>　　3.精餾塔的高度的計(jì)算</p><p>　　精餾段有效高度為 </p><p>　　提餾段

59、有效高度為 </p><p>　　在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為0.8m，塔釜與裙坐為2.0m，塔頂封頭為1.5m故精餾塔的高度為</p><p>　　六 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算</p><p><b>　?。ㄒ唬┚鞫?</b></p><p><b>　　1.溢流裝置計(jì)算</b></p

60、><p>　　篩板式塔的溢流裝置包括溢流堰，降液管和受液盤等幾部分。其尺寸和結(jié)構(gòu)對塔的性能有著重要影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合其他影響因素，當(dāng)因D=1.0m,可選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，采用凹形受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下：</p><p><b>　　⑴堰長</b></p><p><b>　　取</b></p>&l

61、t;p><b>　　⑵溢流堰高度</b></p><p>　　由，選用平直堰，堰上液層高度</p><p><b>　　近似取E=1，則</b></p><p><b>　　取板上清液層高度 </b></p><p>　?、枪谓狄汗軐挾群徒孛娣e</p>&

62、lt;p><b>　　由</b></p><p>　　故 </p><p>　　液體在降液管中停留時(shí)間</p><p><b>　　故降液管設(shè)計(jì)合理。</b></p><p><b>　?、冉狄汗艿紫陡叨?lt;/b></p><p&g

63、t;<b>　　取 </b></p><p>　　故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　選用凹形受液盤，深度</p><p><b>　　2.塔板布置</b></p><p><b>　?、潘宓姆謮K</b></p><p>　　因，故塔板采用

64、分塊式。查得，板塊分為3快。</p><p><b>　?、七吘墔^(qū)快讀確定</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　?、情_孔區(qū)面積計(jì)算</b></p><p>　　開孔區(qū)面積 </p><p&

65、gt;　　其中 </p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　?、群Y孔計(jì)算及其排列</b></p><p>　　本例所處理的物系無腐蝕性，可選用碳鋼板，取篩孔直徑</p><p>　　篩孔按正三角形排列，取孔中心距</p><p><

66、;b>　　篩孔數(shù)目 </b></p><p><b>　　開孔率為 </b></p><p>　　氣體通過篩孔的氣速為 </p><p><b>　?。ǘ┨崃鞫? </b></p><p><b>　　1.溢流裝置計(jì)算</b></p&

67、gt;<p>　　篩板式塔的溢流裝置包括溢流堰，降液管和受液盤等幾部分。其尺寸和結(jié)構(gòu)對塔的性能有著重要影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合其他影響因素，當(dāng)因D=1.0m,可選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，采用凹形受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下：</p><p><b>　　⑴堰長</b></p><p><b>　　取</b></p><

68、;p><b>　?、埔缌餮吒叨?lt;/b></p><p>　　由，選用平直堰，堰上液層高度</p><p><b>　　近似取E=1，則</b></p><p><b>　　取板上清液層高度 </b></p><p>　?、枪谓狄汗軐挾群徒孛娣e</p>&l

69、t;p><b>　　由</b></p><p>　　故 </p><p>　　液體在降液管中停留時(shí)間</p><p><b>　　故降液管設(shè)計(jì)合理。</b></p><p><b>　?、冉狄汗艿紫陡叨?lt;/b></p><p>

70、;<b>　　取 </b></p><p>　　故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　選用凹形受液盤，深度</p><p><b>　　2.塔板布置</b></p><p><b>　　⑴塔板的分塊</b></p><p>　　因，故塔板采用分

71、塊式。查得，板塊分為3快。</p><p><b>　?、七吘墔^(qū)快讀確定</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　⑶開孔區(qū)面積計(jì)算</b></p><p>　　開孔區(qū)面積 </p><p&g

72、t;　　其中 </p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　⑷篩孔計(jì)算及其排列</b></p><p>　　本例所處理的物系無腐蝕性，可選用碳鋼板，取篩孔直徑</p><p>　　篩孔按正三角形排列，取孔中心距</p><p><

73、b>　　篩孔數(shù)目 </b></p><p><b>　　開孔率為 </b></p><p>　　氣體通過篩孔的氣速為 </p><p>　　七 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算</p><p><b>　　（一）精餾段</b></p><p><b

74、>　　1.塔板壓降</b></p><p><b>　　⑴干板阻力</b></p><p><b>　　干板阻力</b></p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　故</b></p><p&g

75、t;　?、茪怏w通過液層的阻力計(jì)算</p><p>　　氣體通過液層的阻力由式 </p><p><b>　　查圖，得。故</b></p><p>　?、且后w表面張力的阻力計(jì)算</p><p>　　液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 </p><p>　　氣體通過每

76、層塔板的液柱高度可按下式計(jì)算：</p><p>　　氣體通過每層塔板的壓降為： </p><p><b>　　2.液面落差</b></p><p>　　對于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 </p><p><b>　　3液沫夾帶</b></p>

77、;<p>　　液模夾帶量由式 </p><p><b>　　故 </b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。</p><p><b>　　4.漏液</b></p><p>　　對篩板塔，漏液點(diǎn)氣速可由式

78、（5-25）計(jì)算：</p><p><b>　　實(shí)際孔速 </b></p><p><b>　　穩(wěn)定系數(shù)為 </b></p><p>　　故在本設(shè)計(jì)中無明顯漏液。</p><p><b>　　5.液泛</b></p><p>　　為防止塔內(nèi)發(fā)

79、生液泛，降液管內(nèi)液層高</p><p>　　苯-甲苯物系屬一般物系，取，則</p><p>　　板上不設(shè)進(jìn)口堰 </p><p>　　故在本設(shè)計(jì)中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。</p><p><b>　?。ǘ┨狃s段</b></p><p><b>　　1.塔板壓降</b><

80、/p><p><b>　?、鸥砂遄枇?lt;/b></p><p><b>　　干板阻力</b></p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　故</b></p><p>　　⑵氣體通過液層的阻力計(jì)算</p>

81、<p>　　氣體通過液層的阻力由式 </p><p><b>　　查圖，得。故</b></p><p>　　⑶液體表面張力的阻力計(jì)算</p><p>　　液體表面張力所產(chǎn)生的阻力 </p><p>　　氣體通過每層塔板的液柱高度可按下式計(jì)算：</p>

82、<p>　　氣體通過每層塔板的壓降為： </p><p><b>　　2液面落差</b></p><p>　　對于篩板塔，液面落差很小，且本例的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 </p><p><b>　　3液沫夾帶</b></p><p>　　液模夾帶量由式

83、 </p><p><b>　　故 </b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。</p><p><b>　　4.漏液</b></p><p>　　對篩板塔，漏液點(diǎn)氣速</p><p><b>

84、　　實(shí)際孔速 </b></p><p><b>　　穩(wěn)定系數(shù)為 </b></p><p>　　故在本設(shè)計(jì)中無明顯漏液。</p><p><b>　　5.液泛</b></p><p>　　為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高</p><p>　　苯-甲苯物

85、系屬一般物系，取，則</p><p>　　板上不設(shè)進(jìn)口堰 </p><p>　　故在本設(shè)計(jì)中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象。</p><p><b>　　八 塔板負(fù)荷性能圖</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┚鞫?lt;/b></p><p><b>　　1漏液線<

86、/b></p><p>　　漏液線，又稱氣相負(fù)荷下限線。氣相負(fù)荷低于此線將發(fā)生嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象，氣、液不能充分接觸，使塔板效率下降。</p><p><b>　　整理得 </b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表。</p><p>　　由此表數(shù)據(jù)即可作出漏液線1。

87、 </p><p><b>　　2.液沫夾帶線</b></p><p>　　當(dāng)氣相負(fù)荷超過此線時(shí)，液沫夾帶量過大，使塔板效率大為降低。對于精餾，一般控制eV≤0.1kg液/kg氣。以ev=0.1kg液/kg為限,求Vs-Ls關(guān)系如下:</p><p><b>　　由 </b></p><p>&l

88、t;b>　　整理得 </b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表。</p><p>　　由此表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線2。</p><p><b>　　3液相負(fù)荷下限線</b></p><p>　　液相負(fù)荷低于此線，就不能保證塔板上液流的均勻分布，將導(dǎo)致塔板效

89、率下降。 對于平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　取E=1，則 </p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。</p><p><b>　　4.液相負(fù)荷上限線</b></p><p>　　該線又稱降液管超負(fù)荷線。液體流量超過此線，表明液體流量過大，液體在降液管內(nèi)

90、停留時(shí)間過短，進(jìn)入降液管的氣泡來不及與液相分離而被帶入下層塔板，造成氣相返混，降低塔板效率。</p><p>　　以作為液體在漿液管中停留時(shí)間的下限</p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4。</p><p><b>　　5.液泛線</b></p><p>　　若操作的氣液負(fù)荷超過此線時(shí)，塔內(nèi)將

91、發(fā)生液泛現(xiàn)象，使塔不能正常操作。液泛可分為降液管液泛和液沫夾帶液泛兩種情況，在浮閥塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算中通常對降液管液泛進(jìn)行驗(yàn)算。為使液體能由上層塔板順利地流入下層塔板，降液管內(nèi)須維持一定的液層高度Hd</p><p><b>　　令</b></p><p><b>　　聯(lián)立得 </b></p><p><b&g

92、t;　　式中</b></p><p>　　將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入，得：</p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表：</p><p>　　由此表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5</p><p>　　根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖</p><p>　　在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn)A，

93、連接OA，即作出操作線。由圖可看出，該篩板上限為液泛控制，下限為漏液控制。由圖查得</p><p>　　故操作彈性為 </p><p><b>　　（二）提餾段</b></p><p><b>　　1漏液線</b></p><p>　　漏液線，又稱氣相負(fù)荷下限線。氣相負(fù)荷低于此線將發(fā)生嚴(yán)重的漏

94、液現(xiàn)象，氣、液不能充分接觸，使塔板效率下降。</p><p><b>　　整理得 </b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表。</p><p>　　由此表數(shù)據(jù)即可作出漏液線1。 </p><p><b>　　2.液沫夾帶線</b></p&g

95、t;<p>　　當(dāng)氣相負(fù)荷超過此線時(shí)，液沫夾帶量過大，使塔板效率大為降低。對于精餾，一般控制eV≤0.1kg液/kg氣。以ev=0.1kg液/kg為限,求Vs-Ls關(guān)系如下:</p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　整理得 </b></p><p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個

96、值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表。</p><p>　　由此表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線2。</p><p><b>　　3液相負(fù)荷下限線</b></p><p>　　液相負(fù)荷低于此線，就不能保證塔板上液流的均勻分布，將導(dǎo)致塔板效率下降。 對于平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　取E=1，則

97、 </p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。</p><p><b>　　4.液相負(fù)荷上限線</b></p><p>　　該線又稱降液管超負(fù)荷線。液體流量超過此線，表明液體流量過大，液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間過短，進(jìn)入降液管的氣泡來不及與液相分離而被帶入下層塔板，造成氣相返混，降低塔板效率。</p>

98、<p>　　以作為液體在漿液管中停留時(shí)間的下限</p><p>　　據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4。</p><p><b>　　5.液泛線</b></p><p>　　若操作的氣液負(fù)荷超過此線時(shí)，塔內(nèi)將發(fā)生液泛現(xiàn)象，使塔不能正常操作。液泛可分為降液管液泛和液沫夾帶液泛兩種情況，在浮閥塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算中通常對降液管液

99、泛進(jìn)行驗(yàn)算。為使液體能由上層塔板順利地流入下層塔板，降液管內(nèi)須維持一定的液層高度Hd</p><p><b>　　令</b></p><p><b>　　聯(lián)立得 </b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入，得：</p>

100、;<p>　　在操作范圍內(nèi)，任取幾個值，依上式計(jì)算出值，計(jì)算結(jié)果列于下表：</p><p>　　由此表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5</p><p>　　根據(jù)以上各線方程，可作出篩板塔的負(fù)荷性能圖</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，該篩板上限為液泛控制，下限為漏液控制。由圖查得</p><p

101、>　　故操作彈性為 </p><p>　　九 熱量衡算﹑換熱器及管道選取</p><p><b>　　1 塔頂冷凝器</b></p><p><b>　?。?）換熱器面積</b></p><p>　　℃ ℃ ℃</p><p>　　23152

102、92.9kj/h</p><p><b>　　假設(shè)K=800℃）</b></p><p>　?。?）冷凝器型式及材質(zhì)</p><p>　　根據(jù)S=19.37 查手冊可知：</p><p>　　公稱直徑：400mm</p><p><b>　　公稱面積：19.7</b><

103、/p><p><b>　　管長：2000mm</b></p><p><b>　　管子總數(shù)：174</b></p><p><b>　　管程數(shù)：1</b></p><p><b>　　殼程數(shù)：1</b></p><p>　　管子尺寸：碳

104、鋼￠2.5×2.5</p><p>　　排列方法：等邊三角形</p><p><b>　　（3）冷卻水消耗量</b></p><p><b>　　t=35℃ </b></p><p><b>　　t=45℃ </b></p><p>

105、;<b>　?。?）管道選取</b></p><p><b>　?、偎敳沙龉芄軓?lt;/b></p><p>　　取塔頂采出管體積流速為30m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p>　?、谒敳沙隼淠毫弦汗?lt;/p><p>　　管徑取塔頂采

106、出冷凝后料液體積流速為2.0m</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　　③回流管管徑計(jì)算</b></p><p>　　取回流體積流速為2.0m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p>　?、芩斃淠骼鋮s水管徑</p>

107、<p>　　取回流體積流速為2.0m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　　2 塔釜再沸器</b></p><p><b>　?。?）換熱器面積</b></p><p><b>　　℃ ℃</b></p&

108、gt;<p>　　3209857kj/h</p><p><b>　　假設(shè)K=800℃）</b></p><p>　?。?）再沸器型式及材質(zhì)</p><p>　　根據(jù)S=29.23 查手冊可知：</p><p>　　公稱直徑：400mm</p><p><b>　　公稱面積

109、：30.1</b></p><p><b>　　管長：3000mm</b></p><p><b>　　管子總數(shù)：174</b></p><p><b>　　管程數(shù)：1</b></p><p><b>　　殼程數(shù)：1</b></p>

110、<p>　　管子尺寸：碳鋼￠2.5×2.5</p><p>　　排列方法：等邊三角形</p><p>　?。?）塔釜再沸器加熱蒸汽量</p><p><b>　　140℃ </b></p><p><b>　　（4）管道選取</b></p><p>　

111、?、偎a(chǎn)品采出管管徑</p><p>　　取產(chǎn)品采出體積流速為2.0m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p>　?、谠俜衅髡羝芄軓接?jì)算</p><p>　　取原料進(jìn)料體積流速為30m／s，由公式</p><p>　　℃時(shí)，蒸汽的潛熱為2148kj/kg 密度為1.962kg/&

112、lt;/p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p>　?、墼俜衅魉鞒龉芄軓降挠?jì)算</p><p>　　取水的體積流速為2.0m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　　3進(jìn)料預(yù)熱器</b></p><p><b

113、>　　（1）換熱器面積</b></p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　T=20.0℃時(shí)</b></p><p><b>　　T=92.0℃時(shí)</b></p><p>　　假設(shè)K=850w/()</p><p&g

114、t;　?。?）預(yù)熱器型式及材質(zhì)</p><p>　　根據(jù)S=8.0 查手冊可知：</p><p>　　公稱直徑：273mm</p><p><b>　　公稱面積：9.7</b></p><p><b>　　管長：3000mm</b></p><p><b>　　管子

115、總數(shù)：56</b></p><p><b>　　管程數(shù)：2</b></p><p><b>　　殼程數(shù)：1</b></p><p>　　管子尺寸：碳鋼￠2.5×2.5</p><p>　　排列方法：等邊三角形</p><p>　　（3）預(yù)熱器加熱蒸汽量&

116、lt;/p><p><b>　?。?）管道選取</b></p><p>　?、兕A(yù)熱器蒸汽管徑的計(jì)算</p><p>　　取原料預(yù)熱氣體積流速為10m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p>　　②預(yù)熱器水流出管管徑的計(jì)算</p><p>　　取

117、水的體積流速為1.0m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　?、墼瞎芄軓降挠?jì)算</b></p><p>　　取原料進(jìn)料體積流速為1.0m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　　4塔頂產(chǎn)品冷凝

118、器</b></p><p><b>　　換熱器面積</b></p><p>　　℃ ℃ </p><p>　　81.7℃時(shí) </p><p><b>　　40℃時(shí) </b></p><p><b>　　kg/h</b&g

119、t;</p><p><b>　　假設(shè)℃）</b></p><p>　?。?）塔頂產(chǎn)品冷凝器型式及材質(zhì)</p><p>　　根據(jù)S=5.94 查手冊可知：</p><p>　　公稱直徑：273mm</p><p><b>　　公稱面積：7.4</b></p>&

120、lt;p><b>　　管長：2000mm</b></p><p><b>　　管子總數(shù)：66</b></p><p><b>　　管程數(shù)：1</b></p><p><b>　　殼程數(shù)：1</b></p><p>　　管子尺寸：碳鋼￠2.5×

121、;2.5</p><p>　　排列方法：等邊三角形</p><p><b>　　（3）冷卻水用量</b></p><p><b>　　t=35℃ </b></p><p><b>　　t=45℃ </b></p><p><b>　

122、　（4）管道選取</b></p><p>　?、偎敭a(chǎn)品冷凝器冷卻水管道</p><p>　　取水的體積流速為1.0m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　?、谒敭a(chǎn)品采出管徑</b></p><p>　　取水的體積流速為1.0m／s，由

123、公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　　5.塔底產(chǎn)品冷凝器</b></p><p>　　℃ ℃ </p><p>　　109.5℃時(shí) </p><p><b>　　40℃時(shí) </b></p>&l

124、t;p><b>　　假設(shè)℃）</b></p><p>　　（2）塔頂產(chǎn)品冷凝器型式及材質(zhì)</p><p>　　根據(jù)S=8.87 查手冊可知：</p><p>　　公稱直徑：273mm</p><p><b>　　公稱面積：9.7</b></p><p><b>

125、;　　管長：3000mm</b></p><p><b>　　管子總數(shù)：56</b></p><p><b>　　管程數(shù)：2</b></p><p><b>　　殼程數(shù)：1</b></p><p>　　管子尺寸：碳鋼￠2.5×2.5</p>

126、<p>　　排列方法：等邊三角形</p><p><b>　?。?）冷卻水用量</b></p><p><b>　　t=35℃ </b></p><p><b>　　t=45℃ </b></p><p><b>　　（4）管道選取</b&g

127、t;</p><p>　　①塔釜產(chǎn)品冷凝器冷卻水管道</p><p>　　取水的體積流速為1.0m／s，由公式</p><p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　?、谒a(chǎn)品采出管徑</b></p><p>　　取水的體積流速為1.0m／s，由公式</p>&l

128、t;p>　　根據(jù)管子規(guī)格，取得管徑為</p><p><b>　　(6)離心泵的選擇</b></p><p>　?、龠M(jìn)料泵的選型及技術(shù)參數(shù)</p><p>　　進(jìn)料流量為5.2，可取50Y—60B離心泵</p><p>　　其性能參數(shù)：流量9.9 揚(yáng)程38m 轉(zhuǎn)速 2950r∕min 軸功率 2.39kw

129、 效率35﹪</p><p>　　②回流泵的選擇及技術(shù)參數(shù)</p><p>　　進(jìn)料流量為5.4，可取50Y—60B離心泵</p><p>　　其性能參數(shù)：流量9.9 揚(yáng)程38m 轉(zhuǎn)速 2950r∕min 軸功率 2.39kw 效率35﹪</p><p><b>　　十 設(shè)計(jì)一覽表</b></p>

130、<p>　　將設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總于下表：</p><p><b>　　十一 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　王國勝. 化工原理課程設(shè)計(jì)[M]. 大連：大連理工大學(xué)出版社，2005.</p><p>　　楊同舟.食品工程原理.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001</p><p>　　匡國柱，史啟才. 化工單