化工原理乙醇水課程設(shè)計講解

1、山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計分離乙醇 - 水混合物精餾塔設(shè)計學(xué) 院： 化學(xué)工程學(xué)院專 業(yè)：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)教師：時 間： 2012 年 6 月 13 日星期三山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計化工原理課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目： 分離乙醇 -水混合物精餾塔設(shè)計二、原始數(shù)據(jù) ：a）原料液組成：乙醇 20 % 產(chǎn)品中： 乙醇 含量 94% 殘液中 4%b）生產(chǎn)能力： 6 萬噸/年c）操作條件 進料狀態(tài)：自定操作壓力：自定加熱蒸汽壓力：自定冷卻水溫度：自定三、設(shè)計說明書內(nèi)容 ：a）概述b）流程的確定與說明c）塔板數(shù)的計算（板式塔） ； 或填料層高度計算（

2、填料塔）d）塔徑的計算e）1）塔板結(jié)構(gòu)計算；a 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定； b 塔板的流體力學(xué)驗算； c 塔板的負荷性能圖2 ）填料塔流體力學(xué)計算；a 壓力降； b 噴淋密度計算f ）其它（1）熱量衡算冷卻水與加熱蒸汽消耗量的計算（2）冷凝器與再沸器傳熱面的計算與選型（板式塔）（3）除沫器設(shè)計g）料液泵的選型h）計算結(jié)果一覽表山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計第一章 課程設(shè)計報告內(nèi)容一、精餾流程的確定乙醇、水混合料液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱至泡點后，送入精餾塔。塔頂上升蒸汽采用全凝器 冷凝后，一部分作為回流，其余為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用間接蒸 汽向沸熱器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入

3、貯槽。二、塔的物料衡算（ 一 ） 料液及塔頂、塔底產(chǎn)品含乙醇摩爾分?jǐn)?shù)xF20/4620/ 46 80/180.089294/46xD0.86D 94/46 6/184/46xW0.016W 4/46 96/18（ 二 ） 平均摩爾質(zhì)量MF 0.0892 46 (1 0.0892) 18kg / kmol 20.498kg /kmolM D 0.86 46 (1 0.86) 18kg/ kmol 42.08kg / kmolMW 0.016 46 (1 0.016) 18kg / kmol 18.448 kg / kmol（ 三 ） 物料衡算總物料衡算易揮發(fā)組分物料衡算xDD xwW xF F6

4、0000 100042.08 300 24kmol / h 198.04kmol /h聯(lián)立以上三式得F 2283.41kmol / hW 2283.41kmol / h三、塔板數(shù)的確定（ 一 ） 理論塔板數(shù) NT 的求取根據(jù)乙醇、水的氣液平衡數(shù)據(jù)作 y-x 圖山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計乙醇水氣液平衡數(shù)據(jù)液相中乙醇的摩爾氣相中乙醇的摩爾液相中乙醇的摩爾分氣相中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)數(shù)分?jǐn)?shù)0.00.00.250.5510.010.110.300.5750.020.1750.40.6140.040.2730.50.6570.060.340.60.6980.080.3920.70.755

5、0.10.430.80.820.140.4820.8940.8940.180.5130.950.9420.20.5251.01.0乙醇水圖解法求理論塔板數(shù)2. 乙醇水體系的平衡曲線有下凹部分，求最小回流比自a（ xD,xD,）作平衡線的切線山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計并延長與 y 軸相交，截距xD0.2956Rmin 1Rmin 1.91取操作回流比 R 2Rmin 2 1.91 3.82 故精餾段操作線方程 y RxDR 1 R 1即 y 0.7925 x 0.17843.作圖法求理論塔板數(shù) NT 得NT 18 （不包括再沸器）。第 16 層為加料板。 （ 四 ） 物性參數(shù)和

6、實際塔板數(shù)的計算 4.1 溫度常壓下乙醇 水氣液平衡組成與溫度的關(guān)系溫度 T液相中乙醇的摩爾分率 %氣相中乙醇的摩爾分率 %1000.000.0095.50.01900.170089.00.07210.389186.70.09660.437585.30.12380.470484.10.16610.508982.70.23370.544582.30.26080.558081.60.32730.582680.70.39650.612279.80.50790.0656479.70.51980.659979.30.57320.684178.740.67630.738578.410.74720.7815

7、78.150.89430.8943利用表中數(shù)據(jù)由內(nèi)差可求得 t F t D t W山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計tF:89 86.7 = tf 89.07.21 9.66 8.92 7.21 t D: :78.15 78.41 = td 78.1589.43 74.42 86.0 89.43 tW : 100 95.5=tw 1000 1.90 1.6 0t F=87.39 t D =78.21 t W =96.21 精餾段平均溫度: t1=tf td =87.39 78.21 =82.8 2提留段平均溫度:t2= tf tw= 87.39 96.21=91.824.2 氣液組成

8、塔頂溫度 : tD=78.21 氣相組成 yD:78.41 78.1578.21 78.150.7815 0.8943yD 0.8943D=0.8683進料溫度 : t F=87.39 氣相組成 yF: 89.0 86.70.3891 0.437589.0 87.39F=0.42300.3891 yF塔底溫度 : t W=99.91 氣相組成yw:95.5 89.095.5 91.8w=0.049230.019 0.07210.019 yw(1) 精餾段液相組成xD xF氣相組成x1: x12yDyF0.86 0.0892 0.4746y1: y120.8683 0.4230 0.6457所以

9、 ML1 46 0.4746 18 (1 0.4746) 31.29kg /molMV1 46 0.6457 18 (1 0.6457) 36.08kg /mol(2) 提留段xW xF0.016 0.0892液相組成x2: x20.052622yW yF0.04923 0.04230氣相組成y2: y20.236122所以 ML2 46 0.4746 18 (1 0.4746) 19.47kg / molMV2 46 0.2361 18 (1 0.2361) 24.61kg / mol山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計4.3 液體粘度一）乙醇的粘度1），塔頂溫度 : t D=78.

10、21 2）, 進料溫度 : t F=87.39 3），塔底溫度 : t W=99.91 （二）水的黏度1），塔頂溫度 : t D=78.21 查表，得 乙醇=0.45mpa s,查表，得 乙醇=0.38mpa s,查表，得 乙醇=0.335mpas,79 780.3160 0.365578.21 78H 2O 0.3655H2 O 0.3551 m a s2) , 進料溫度 : t F=87.39 88 870.3239 0.327687.39 87H 2O 0.3276H2 O 0.3262 m a s3），塔底溫度 : t W=99.91 H 2O 0.2955 m a s97 9696.

11、21 970.2930 0.2962H 2O 0.2962n4), Lm xi ii1D 0.86 0.45 1 0.86 0.3551 0.4367 m a sF 0.38 0.0892 1 0.0892 0.3262 0.3310 m a sW 0.335 0.016 1 0.016 0.2955 0.2961m a s 5)全塔平均液相黏度為L 0.4367 0.3310 0.2961 0.3546 m a s24.4 相對揮發(fā)度由 x F=0.0892 y F=0.4230得 aF0.4230 / 0.08927.491 0.4230 / 1 0.0892由 x D=0.86 y D=

12、0.08683得 aD0.8683 / 0.861 0.8683 / 1 0.861.07山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計由 x W=0.016 y w=0.04923得 aW0.04923/0.016 3.181 0.04923 / 1 0.0164.5全塔效率的估算（1）用 Oconenell 對全塔效率進行估算： m D F W 7.49 1.07 3.18 5.05全塔平均液相黏度為0.4367 0.3310 0.296120.3546 m a s全塔效率 ET 0.49( L ) 0.245 0.49 (5.05 0.3546) 0.245 43%2） 實際塔板數(shù) NPN

13、PNTET180.4342塊其中，精餾段的塔板數(shù)為： 15/ 0.43 35 塊4.6 操作壓力（1）操作壓力計算 塔頂操作壓力 PD 101.3 kPa每層塔板壓降 P0.7 kPa進料板壓力 PF 101.3 0.7 15125.72kPa 塔底操作壓力 Pw =101.3 0.7 42130.7kPa精餾段平均壓力101.3 125.72Pm1113.5 kPa2提餾段平均壓力130.7 125.72Pm2128.21 kPam2 22）密度乙醇與水的密度1,液相密度(1)塔頂因為 t D =78.21所以80 7078.21 70742.3 754.2CH 3CH 2OH754.280

14、 7078.21 70971.8 977.8H2 O 977.83CH 3CH 2OH 731.31kg /mH2O 972.87kg / m31 0.94 0.06D 744.43 972.87(2) 進料板 因為 tF 87.39 D 755.07kg /m3所以 90 80 87.37 80730 735CH 3CH 2OH7353CH 3CH 2OH 731.31kg /m90 80 87.39 80730 735H 2O7353H2O 966.77kg / m31 0.20 1 0.20 F 731.31 966.773)塔釜因為 t W =96.21 3F 908.30kg /m3

15、所以 100 90 96.21 90 所以 717.3 730.1CH 3CH 2OH 730.13CH3CH 2OH 722.21kg /m3100 9096.21 90958.4 965.3H 2O 965.3H2O 961.02 kg / m31 0.016 1 0.016W 722.21 961.02W 955.96kg /m34）精餾段平均液相密度13L1 755.07 908.30 831.69kg / m3 2山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計溫度/2030405060708090100110乙醇密度 /kg/m 3795785777765755746735730716

16、703水密度 /kg/m 3998.2995.7992.2988.1983.2977.8971.8965.3958.4951.0已知： 1/ Lm A/ LAB/ LB （ 為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計135) 精餾段平均液相密度L2 955.96 908.30 932.13kg / m32. 氣相密度（1）精餾段V1Pm1M V1RT113.51 36.088.314 (82.80 273.15)31.38kg /m1）提餾段V2Pm2MV2RT128.21 24.618.314 (91.80 273.15)31.04kg /m4.7 液體表面張力所以80 707

17、8.21 7017.15 18CH 3CH 2 OH 1880 7078.21 7062.6 64.3 H 2O 64.3（2） 進料板因為 tF87.39 87.39 80CH 3CH 2OH64.3CH 3CH 2OH 17.3mN /mH 2O 62.90mN /m所以90 8016.2 17.15CH 3CH 2OH 16.45 mN / m乙醇表面張力：溫度，2030405060708090100110 ， m N/m22.321.220.419.818.81817.1516.215.214.4水表面張力溫度，020406080100 ， m N/m75.6472.7569.6066

18、.2462.6758.91(1) 塔頂 因為 t D =78.21 H 2O 62.21mN /m90 80 87.39 8060.7 62.6 H 2O 62.63)塔釜 因為 t W =96.21 10山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計CH 3CH 2OH 15.58mN /mH2O 59.52mN /m所以 100 90 96.21 9015.2 16.2CH 3CH 2OH 16.2100 90 96.21 9058.8 60.7H2 O 60.7（4）塔頂表面張力D 0.86 17.3 1 0.86 62.9 23.68mN /m（5）進料板表面張力F 0.892 16.4

19、5 1 0.892 62.21 58.13mN / m6）塔底表面張力D 0.016 15.58 1 0.016 69.52 58.82mN /m7）精餾段平均表面張力18）提餾段平均表面張力2123.68 58.13 40.90mN / m158.82 58.13 40.90mN / m2五、氣液負荷計算（1）精餾段V （R 1）D （3.82 1） 198.04 954.55kmol / hVSVMV1 954.55 36.08 6.932mLh LS 3600 0.00791 3600 28.46m3 / h（1）提餾段V V 954.55kmol / h /sS 3600 V1 360

20、0 1.38L RD 3.82 198.04 756.51kmol / hLSLM L13600 L1756.51 31.293600 831.6930.00791m3 / sVMV23600 V2954.55 24.613600 1.046.274m3 / sL L qF 3039.92kmol /hLSL M L23600 L23039.92 19.473600 932.130.00176m3 / s11山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計3Lh LS 3600 63.36m3 / h六、塔和塔板主要工藝尺寸計算（ 一 ） 塔的有效高度計算初選板間距 HT 0.40m ，則由公式Z

21、NT 1 HT18 1 0.45 18.38mET0.43二）塔徑 D參考表 4-1 ，初選板間距 HT 0.45m, 取板上液層高度 hL 0.07m表 4-1 板間距與塔徑的關(guān)系塔徑 D/m0.3 0.50.5 0.80.8 1.61.6 2.42.4 4.0板間距 HT/mm200300250350300450350600400600（1） 精餾段塔經(jīng)計算H T hT 0.45 0.07 0.38m0.0297(LS)( L )120.0079 831.69 2VSV6.9321.3812山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計圖 4-5 Sminth 關(guān)聯(lián)圖查圖 4-5 可知， C

22、20 0.08 ，依照下式校正 C0.2C C20 (20 )0.20.0840.09 0.2200.092umaxL1 V10.09831.69 1.382 831.16.9381.382.26m / s取安全系數(shù)為 0.60 ，則u 0.60umax 0.6 2.26 1.36m / s故 D 4VS4 6.932 2.55mu 3.14 1.36按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑圓整為 2.6m，2 2 2 塔截面積為 ATD 2 0.785 2.62 5.31m24實際空塔氣速為 u VS1 7.086 1.33m / sAT 5.3113山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計提留段塔徑計算1橫坐標(biāo)數(shù)

23、值：(VLSS)( VL )20.0176 932.13 20.0776.869 1.04取板間距： Ht=0.45m , h L=0.07m . 則 Ht- h L=0.38m 查圖可知 C20=0.078 ,158.48 0.2C C20 ( 1) 0.078 ()0.2 0.096720 20umax0.0967932.13 1.041.042.89m / s取安全系數(shù)為 0.6D24 6.2741.73則空塔氣速 u1 0.6 u max 0.6 2.89 m/ s2.15m按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D2 =2.6m綜上：塔徑 D=2.6m，選擇雙流型塔板，截面積AT 5.31m2三）溢流裝

24、置采用單溢流、弓形降液管、平行受液盤及平行溢流堰，不設(shè)進口堰。各項計算如下14山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計1. 溢流堰長 lw單溢流 lw 為 0.6D，即 lw 0.6 2.6 1.56m2. 出口堰高 hwhwhLhow由lw /D 1.56 / 2.6 0.6 ，1) 精餾段LhlW2.528.426.59.361.562.5圖 4-9 液流收縮系數(shù)計算圖 查圖 4-9，知 E =1222.84Lh 3 2.8428.46 3則 hOWE h 1 0.02mOW 1000 lw 10001.56故 hW 0.07 0.02 0.05m2) 提餾段LhlW2.563.326

25、.520.841.562.5查圖 4-9，知 E =115山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計則 hOW 120.8040E2Lh 3lw2.84 11000263.36 3 0.03m1.56故 hW 0.07 0.03m 0.04m3. 弓形降液管滴面積 由lw /D 0.6圖 4-11 弓形降液管的寬度和面積查圖 4-11，得 Wd /D 0.110 ，Af /AT 0.055故 Wd 0.110 2.6 0.286 m2 2 2Af 0.055 D2 0.292m2AT =5.31 m2f 4 T 由下式計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積，即 提餾段： 1 AfHf 0

26、.292 0.45 16.6s 5s （ 符合要求）Ls0.00791提餾段： 2 AfHf 0.292 0.45 7.46s 5s （ 符合要求）Ls0.01764.1.2.4降液管底隙高度（1）精餾段ho hw0. 006 0. 04m416山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計（2）提餾段ho hw 0.006 0.034m4.1.2.5 受液盤受液盤凹形和平形兩種，對于塔徑為 800mm 以上的塔，常采用凹形受液盤，這種結(jié)構(gòu)在低流量時 仍能造成正液封，且有改變液體流向的緩沖作用。凹形受液盤的的深度一般在 50mm 以上。 選用凹形受液盤：深度 hW 55mm三)塔板布置1. 取邊

27、緣區(qū)寬度 Wc 0.06m，安定區(qū)寬度 Ws 0.085m2. 依下式計算開孔區(qū)面積 Aax D (Wd Ws) 2.6 (0.198 0.08)m 1.022mR D Wc 2.6 0.06 1.24m2 c 2Aa 2 x R2 x2 R2 sin 1 x180 R2 1.022 1.242 1.02221.24 2 sin 1 1.022 4.41m2180 1.24其中圖4-8 塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)17山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計其中 : hW出口堰高how堰上液層高度hO 降液管底隙高度h1進口堰與降液管的水平距離hW 進口堰高Hd降液管中清液層高度HT板間距堰長lW Wd

28、弓形降液管高度Wc無效周邊高度Ws安定區(qū)寬度 D塔徑R鼓泡區(qū)半徑x鼓泡區(qū)寬度的 1/2t 同一橫排的閥孔中心距 （ 單位均為 m）四）篩孔數(shù) n 與開孔率取篩孔的孔徑 d0 5mm ，正三角形排列，一般碳鋼的板厚3mm，取 t /d0 3 ，故孔中心距 t 3 5 15mm依下式計算塔板上的篩孔數(shù) n，即1.1551.155n2Ao24.4122638 個t20.0152依下式計算塔板上的開孔區(qū)的開孔率 ，即A0 % 0.9072 % 0.9027 10.08% （在 5% 15%范圍內(nèi)） Aat/d0 2 3 2每層塔板上的開孔面積 A0 為 A0 Aa 0.1008 4.41 0.44m2

29、 精餾段：18山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計氣體通過篩孔的氣速 u01 Vs1 7.086 16.10m / s 01 A0 0.44提餾段氣體通過篩孔的氣速 u02 Vs2 6.274 15.61m / s 02 A0 0.44七、篩板的流體力學(xué)驗算（一）氣體通過篩板壓強降的液柱高度 h p依式 hp he hl h1. 精餾段：（1） 干板壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hc依d0 / 5/ 3 1.67圖 4-13 干篩孔的流量系數(shù)查圖 4-13， CO 0.782u2hc 0.051( o )2(16.1 氣流穿過板上液層壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hl 1.38) 0.051 0.03

30、6m0.78 831.69uaAT Af7.0865.31 0.2921.41m / sFa ua V 1.41 1.38 1.6619山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計圖 4-14 充氣系數(shù)關(guān)系圖由圖 4-14 查取板上液層充氣系數(shù) 為 0.58 。依右式 hl1hLhW hOW0.58 0.07 0.041m3) 克服液體表面張力壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨?h依式( 4-41) h 1 4 L 4 40.86 103 0.004m1L1gdo 831.69 9.81 0.005hp1 hc1 hl1 h 1 0.036 0.041 0.004 0.091 m單板壓強降 PP1 hP1

31、L1g 0.081 831.69 9.81 0.661 0.7kPa(設(shè)計允許值 )2. 提餾段1) 干板壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hc依d0 /5/ 3 1.67查圖得， CO 0.7820.023m0.78 932.13hc2 0.051(Cuo )2( V) 0.051 15.61 2 1.04COL2) 氣流穿過板上液層壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨?hluaVs6.869 1.37m / sa AT Af 5.31 0.292Fa ua V 1.37 1.04 1.39由圖查取板上液層充氣系數(shù) 為 0.6120山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計依右式 hl1hLhW hOW0.58 0.

32、07 0.041m3）克服液體表面張力壓強降相當(dāng)?shù)囊褐叨?h依式（ 4-41）4Lh 2L1gdo4 58.43 10 3932.13 9.81 0.0050.005m故hp2 hc2 hl 2 h 2 0.023 0.043 0.005 0.071m單板壓強降 PP1 hP1 L1g 0.071 932.13 9.81 0.649 kPa 0.7kPa( 設(shè)計允許值 )二)霧沫夾帶量 eV 的驗算(1)精餾段eV 5.7 10 (H a h )HT hfua3.2 5.7 10 6 1.41 3.23 ( )40.86 10 3 0.45 0.1750.0261 0.1式中， hf 塔板上

33、鼓泡層高度，可按泡沫層相對密度為 0.4 考慮，即hf =( hL 0.4 )=2.5 hL =2.5 0.07=0.175故在設(shè)計負荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。2)提餾段665.7 10 6ua 3.2 5.7 10 6 1.37eV( a )3.23 ( )V HT hf58.43 10 3 0.45 0.1750.0166 0.1故在設(shè)計負荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶三)漏液的驗算(1)精餾段uOW 4.4CO (0.0056 0.13hL h ) L / V4.4 0.78 0.0056 0.13 0.07 0.004 831.69/1.38 8.72m/ s 篩板的穩(wěn)定性系數(shù) K uO 1

34、6.10 1.85 1.5uOW 8.72故在設(shè)計負荷下不會產(chǎn)生過量漏液2）提餾段21山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計uOW 4.4CO （0.0056 0.13hL h ） L / V4.4 0.78 0.0056 0.13 0.07 0.005 932.13/1.04篩板的穩(wěn)定性系數(shù) K uO 15.61 1.54 1.5uOW 10.12故在設(shè)計負荷下不會產(chǎn)生過量漏液。四）液泛的驗算（1）精餾段為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度 H d10.12m / s(H T hW ) 。hd 0.153( Ls )2 0.0022mlW hOH d hP hL hd 0.0

35、81 0.07 0.0022 0.153m 取0.5，則 (HT hW ) 0.5 (0.45 0.05) 0.25m故 Hd(H T hW ) ，在設(shè)計負荷下不會發(fā)生液泛。(2)提餾段hd 0.153( Ls )2 0.018mlW hOH d hP hL hd 0.071 0.07 0.0018 0.159m取0.5，則 (HT hW ) 0.5 (0.45 0.04) 0.245m故 H d(H T hW ) ，在設(shè)計負荷下不會發(fā)生液泛。根據(jù)以上塔板的各項流體體力學(xué)驗算，是合適的。八、塔板負荷性能圖一）霧沫夾帶線（1）精餾段5.7 10 6 ua 3.2 eV5.7 10 (HTuahf

36、 )3.2ua22山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計Vsua 0.199VS a AT Af5.31 0.292 Sa）hf 2.5(hW hOW ) 2.5 hW 2.84 10 3E(3600Ls)3 lW近似取 E 1.0 ， hW 0.05m ， lW 1.56mhf 2.5 0.05 2.84 10 3 1.0(3600Ls )320.125 0.5Ls3取霧沫夾帶極限值 eV為 0.1kg 液/kg 氣，已知40.86 10 3N /m，(b)H T 0.45m ，并將式（ a）、（b）代入 eV 5.7 10 （HTua hf ）3.2 ,得下式：5.7 10 60.1

37、99Vs3.20.1 3 ( s2 )3.240.86 10 3230.45 1.125 0.5Ls32整理得 Vs 12.75 19.61Ls32）提餾段eV5.7 10 (ua)3.2VHT hfuauaVsVsAT Af 5.31 0.292 0.199VShf 2.5(hW hOW) 2.5 hW 2.84 10 3 E(3600Ls ) 3 f W OW W lW近似取 E 1.0 ， hW 0.05m ， lW 1.56m2 hf 2.5 0.04 2.84 10 3 1.0(3600Ls )3 f 1.5620.1 0.5Ls30.45m ，取霧沫夾帶極限值 eV為 0.1kg

38、液/kg 氣，已知58.43 10 3N /m，HT23山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計6并將式（ a）、（b）代入 eV 5.7 10 （ ua ）3.2 ,得下式：H T hf0.15.7 10 658.43 10 30.199Vs3.20.45 0.1 0.5Ls31）2整理得 Vs 15.35 21.93Ls3做出霧沫夾帶二）液泛線1）精餾段*）H d (H T hW ) hP hW hOW hd近似取 E 1.0，lW 1.56m223 3600Ls 3 3 3600 Ls 3 hOW 2.84 10 3E( s)3 2.84 10 3( s)3 lW1.562故 hOW

39、 0.4960 Ls 3 hP hc hl hhcuo 2 V0.051( o )2( V )COL0.051(Vs ) 2 V)LCO Ao0.051(0.78Vs0.44)2 813.13.689 0.000718Vs2hlO hW hOW0.58 0.05 0.4960L20.029 0.288LS3h 0.004 ( 已算出)2故 hP 0.000718Vs2 0.033 0.288 Ls 3Ls 2 Ls232.48Lhd 0.153( s )2 0.153( s)2dlW hO1.56 0.044將HT 為 0.45m， hW為 0.05m，0.5及式（c）（d）（e）代入（*）式

40、得：24山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計220.5(0.45 0.05) 0.033 0.00718Vs2 0.288 Ls 3 0.05 0.496Ls3 32.48Ls2 整理得： 2Vs2 232.59 1091.11Ls3 45236.77 Ls22）提留段22 hOW 2.84 10 3 E(3600Ls )3 2.84 10 3(3600Ls )3 OWlW1.562故 hOW 0.4960Ls3 hP hc hl hhc0.051(CuoO)2( VLVs 2) 0.051(CVOsAo)20.051( Vs )2 1.04 0.000483Vs20.78 0.44

41、932.13 shlO hW hOW0.6120.04 0.4960LS3 0.0244 0.303Lh 0.005m ( 已算出)2故 hP 0.000483Vs2 0.0294 0.303Ls3hd 0.153(lWLshO )2 0.153(1.56 Ls0.034)254.39L將HT 為 0.45m， hW為 0.04m，0.5及式(c)(d)(e)代入(*)式得：220.5(0.45 0.04) 0.0294 0.00483Vs2 0.303Ls3 0.05 0.496 Ls 3 54.39Ls22整理得： Vs2 342.86 1654.24Ls3 112608.7Ls2依表中數(shù)

42、據(jù)做出液泛線( 2)，如圖 4-24 中線( 2)所示。三）液相負荷上限線（ 3）取液體在降液管中停留時間為 5s，25山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計LAf HTLs,max0.292 0.4530.026m3 /s四)漏液線(氣相負荷下限線) (4)(1) 精餾段 v S= d02N 5 1.9m3 /s。S 4 0V(2) 提留段 v S= d02N 5 2.18 m3 / sS 4 0V 五）液相負荷下限線（ 5）取平堰、堰上液層高度， hOW 0.006m作為液相負荷下限條件， 依下式計算，取 E 1.0，2則 How 0.4960Ls3整理上式得 Ls 0.00133m

43、3 / s（ 5）1. 各接管尺寸的確定5.1. 進料管進料體積流量;VsFFM FF2283.41 20.498908.3 36000.0143m3 / s取適宜的輸送速度 uf=3.0m/s, 故 d14VSF4 0.0143u20.078m經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管uf=3m/s, 則(GB8163-87) ，規(guī)格： 89 5.5mm釜殘液的體積流量：VSW WMW2085.37 18.448 0.0112m3 /sSW W 955.96 36005.2. 釜殘液出料管取適宜的輸送速度：經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格： 76 3.5mm26山東理工大學(xué)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院化工原理課程設(shè)計那么 d4 0.006050.85.3. 回流液管回流液體積流量：VSL LM L 756.51 25.38 0.00605m3 / sSL L 881.91 3600利用液體的重力進行回流，取適宜的回流速度uL=0.8m/s0.098m 經(jīng)圓整選取熱軋無