化工原理課程設(shè)計任務(wù)書-精餾塔的設(shè)計1

1、化工原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計者：專業(yè)：學號：指導老師：200 年 月 日化工原理課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：設(shè)計條件：處理量：進料濃度：處理要求： 塔頂濃度 （質(zhì)量）塔底濃度 （質(zhì)量）年工作小時： 7200小時專業(yè)：學號：姓名：指導老師：200 年 月 日目錄一、 設(shè)計方案簡介1、 精餾塔的操作壓力 工業(yè)精餾過程，按操作壓力分類，可分為加壓、常壓、和真空精餾。常壓下為氣態(tài)或常壓下泡點為室溫的混合物，常采用加壓蒸餾；常壓下，泡點為室溫至150左右的混合液，一般采用常壓蒸餾。對于分離甲苯-對二甲苯的混合液，進料泡點為90.5，而且，常壓下兩物質(zhì)相對揮發(fā)度適不大，較不容易分離，所以選擇加壓精餾，

2、塔頂壓力設(shè)定為120kpa.由于精餾塔選擇篩板塔，所以近似認為每層塔板壓力降為0.7kpa.2、進料熱狀況的確定 精餾操作有五種進料方式，分別是冷液加料、泡點進料、汽液混合物進料、飽和蒸汽進料和過熱蒸汽加料。本次設(shè)計采用冷夜進料，這是因為這樣操作比較容易，而且在恒摩爾流假設(shè)下，精餾段與提餾段上升蒸汽的摩爾流量相等，因此塔徑基本相等，在制造上比較方便。3、精餾塔加熱與冷卻介質(zhì)的確定 精餾塔加熱我們一般采用飽和水蒸氣加熱，不同的壓力對應(yīng)不同溫度的飽和水蒸氣。采用水蒸氣的主要原因是第一、物料加熱后的溫度不是很高；第二、水蒸氣比較容易獲取，環(huán)保清潔。本設(shè)計主要用0.3pa的飽和水蒸氣作為加熱介質(zhì)。 通

3、常用的冷卻介質(zhì)主要是冷卻水和空氣，在選擇冷卻介質(zhì)的時候，因地制宜，上海市地處溫帶，室外平均溫度18.2，因此計算選用20冷卻水，選擇升溫15，即冷卻氺的出口溫度為35.4、回流比的確定 塔頂回流是保證精餾塔連續(xù)穩(wěn)態(tài)操作的必要條件之一，并且回流比是影響精餾分離設(shè)備投資費用和操作費用的重要因素，也影響混合液的分離效果。適宜的回流比是操作費用和設(shè)備費用之和為最低時候的回流比。通常適宜回流比的數(shù)值范圍為：由于廠址選擇是在上海市，甲苯和對二甲苯也容易分離。因此選用。5、塔板的類型選擇 塔板可分為有降液管式塔板及無降液管式塔板。本設(shè)計采用第一種，這種塔板，氣液兩相呈逆流方式接觸，塔板效率高，且具有較大的操

4、作彈性，使用比較廣泛。在有降液管式塔板中，本設(shè)計選用篩孔塔板，這是因為篩板結(jié)構(gòu)簡單，造價低，板上頁面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力大。二、 工藝流程圖及其簡單說明1、工藝流程圖（見附圖一）2、工藝流程簡介由貯槽流出的原料液經(jīng)高壓泵進入預(yù)熱器預(yù)熱到一定溫度之后進入精餾塔，塔頂全凝器將上升蒸汽冷凝成液體，其中一部分作為塔頂產(chǎn)品取出，另一部分重新引回塔頂作為回流液。最終苯產(chǎn)品進入苯貯槽。塔釜設(shè)有再沸器。采用間接蒸汽加熱，加熱的液體產(chǎn)生蒸汽再次回到塔底，沿塔上升，同樣在每層塔板上進行汽液兩相的熱質(zhì)交換。塔釜里面保持一定的液面，當液面高過一定值時，通過液位調(diào)節(jié)閥，把多余的液體輸送到甲苯貯槽。加熱蒸汽分為兩

5、路，分別進入預(yù)熱器和再沸器作為加熱介質(zhì)。降溫后的液體水或者是部分水蒸汽隨管道排進下水道。同樣，冷卻水分為二路，分別進入全凝器、塔釜的冷卻器，充分換熱均勻之后，全部排入下水道。3、回流方式本設(shè)計采用重力回流，全凝器安裝在比精餾塔略高的地方，液體依靠自身重力回流。但必須保證冷凝器內(nèi)一定持液量。三、 工藝計算及主體設(shè)備設(shè)計對于苯甲苯的分離，本設(shè)計采用連續(xù)精熘流程。設(shè)計中采用泡點進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精熘塔內(nèi)。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分冷卻后送至儲罐?；亓鞅仍O(shè)定為最小回流比的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。1、工藝條件：

6、進料溫度： 25ºC處理量： 4噸/小時進料濃度： 40%甲苯（質(zhì)量）處理要求： 塔頂苯濃度 95.5%（質(zhì)量） 塔底苯濃度 3.5%（質(zhì)量）塔頂壓強： 4kPa(表壓)進料狀態(tài)： 泡點進料回流比： 2Rmin 冷卻水溫： 20ºC加熱蒸汽： 0.2 MPa設(shè)備形式： 篩板塔塔頂冷凝采用全凝器塔底再沸器為間壁加熱年工作時：7200小時年工作日：300天（連續(xù)操作）2、汽液平衡數(shù)據(jù)苯甲苯氣液平衡數(shù)據(jù)圖數(shù)據(jù)來源：苯 甲苯 液相中苯的摩爾分數(shù)：x=(p 總- )/（-）氣相中苯的摩爾分數(shù)：y=*x/ p 總溫度t液相中苯的摩爾分數(shù)汽相中苯的摩爾分數(shù)111.77

7、001090.0613729960.1331998011060.131957190.2650133971020.2348734740.4243916091000.2905430330.497465961980.3493128550.5663612970.379934460.599293392960.4114274710.631246176940.4771526870.69228375920.5467807930.74963491910.5831556680.776976011900.6206237820.803451414880.6990383830.853888994870.74007553

8、30.877885609850.8260574950.923521296840.8711152880.945197315830.917632260.966136925820.9656665420.98635546781.11113、汽液平衡相圖（t-x-y； x-y） 圖一：苯甲苯混合液的t-x-y圖圖二：苯甲苯混合液的x-y圖4、全塔物料衡算（1）料液及塔頂、塔底產(chǎn)品組分質(zhì)量（摩爾）分率苯:MA=78.11 kg/kmol甲苯:MB=92.13 kg/kmol進料液中輕組分質(zhì)量分數(shù)為60的摩爾分率XF= 塔頂輕組分質(zhì)量分數(shù)為95.5的摩爾分率XD= 塔底輕組分質(zhì)量分數(shù)為3.5的摩爾分率XW=

9、 將以上計算結(jié)果列為下表1物料位置進料口塔頂塔釜摩爾分數(shù)0.6390.9610.041質(zhì)量分數(shù)0.600.9550.035（2）物料衡算原料液處理量F= 總物料衡算 F=D+W 47.78=D+W輕組分物料衡算 FxF=DxD+Wxw 47.78×0.639=0.961D+0.041W D=31.06kmol/h W=16.72kmol/h（3）泡點進料方程的確定及Rmin選擇泡點進料， 泡點進料方程為q=1則泡點進料方程與x-y圖的交點為（xq ，yq）Rmin(xDyq) / (yq xq)我們從附圖x-y做圖知：（xq ，yq）=（0.639，0.818）Rmin(xDyq)

10、/ (yq xq)=（0.961-0.818）/（0.818-0.639）=0.8（4）回流比的確定通常適宜回流比的數(shù)值范圍為：，本設(shè)計取R=2 Rmin所以：R=1.6(5)精餾段操作線方程 LRD1.6×31.0649.696kmol/h V(R1) D2.6×31.0680.756kmol/h=0.615+0.37所以精餾段操作線方程是：=0.615+0.375、圖解求理論板數(shù)（1）作圖步驟:在-圖上畫出平衡線和對角線；在x-y圖中找出a(O.961,0.961）, w(0.041,0.041)二點；精餾段操作線截距= =0.37.在y軸上定出b點即得精餾段操作線方程

11、,與q線方程相交于d點；連接d,w點即得到提餾段操作線方程；從a點開始畫梯級(在平衡線與提餾段操作線之間畫梯級,直到跨過點w)為止。由上圖可知理論板共10.9塊,不包括塔釜則是9.9塊,其中精餾段4.2塊,提餾段為5.7塊，進料板位置是第4.2塊。(圖見附錄) （2）全塔效率由t-x-y圖可查得tD=83.1,tW=110.2全塔平均溫度=(tD +tW)/2=96.7全塔平均溫度=96.7下苯、甲苯黏度如下表3-2表2 苯-甲苯的黏度組分苯(A)甲苯(B)黏度0.2610.312m=xF苯+（1-xF）甲苯=0.6390.261+(1-0.639)0.312=0.279 cP全塔效率:ET=

12、0.17-0.616lgm=0.17-0.616lg0.279=51.2（3）精餾段實際板數(shù) N精=NT/ET=4.2/0.512=9 提餾段實際板數(shù)N提=NT/ET=5.7/0.512=126、工藝條件及物性數(shù)據(jù)計算（1） 壓強操作壓強 PD=4+101.3=105.3kPa 進料板壓強PF=PD+N精×0.7=105.3+9×0.7=111.6kPa 塔釜壓強降Pw=PF+N提×0.7=116.9+12×0.7=122kPa 精餾段平均操作壓強=108.45kPa 提餾段平均操作壓強=116.8kPa（2）平均溫度精餾段平均溫度tm精=86.8提餾段

13、平均溫度tm提 =100.35（3）平均分子量由xF=0.639,查t-x-y圖知:yF=0.819進料板氣相平均摩爾分子量 MVmF=yFMA+(1-yF)MB=0.819×78.11+(1-0.819)×92.13 =80.65Kg/Kmol進料板液相平均摩爾分子量MLmF=xFMA+(1-xF)MB=0. 639×78.11+(1-0.639)×92.13 =83.17Kg/Kmol由xW=0.041,查t-x-y圖得yW=0.109塔底氣相平均摩爾分子量 MVmW=ywMA+(1-yw)MB=0.109×78.11+(1-0.109)&

14、#215;92.13 =90.62Kg/Kmol塔底液相平均摩爾分子量 MLmW=xwMA+(1-xw)MB=0.041×78.11+(1-0.041)×92.13 =91.56Kg/Kmol由 xD=0.961查 t-x-y圖 得yD=0.990塔頂氣相平均摩爾分子量 MVmD=yDMA+(1-yD)MB=0.990×78.11+(1-0.990)×92.13 =78.25Kg/Kmol塔頂液相平均摩爾分子量 MLmD= xD MA+(1- xD)MB =0.961×78.11+(1-0.961)×92.13 =78.59Kg/Km

15、ol精餾段氣相平均摩爾分子量79.45 Kg/Kmol提餾段氣相平均摩爾分子量84.91 Kg/Kmol精餾段液相平均摩爾分子量80.88 Kg/Kmol提餾段液相平均摩爾分子量 Kg/Kmol（4）平均密度由塔頂溫度tD=83.1時,查苯-甲苯密度于表3 表3 塔頂苯-甲苯密度組分苯(A)甲苯(B)密度Kg/m3813.3808.5由塔底溫度tW=110.2時,查苯-甲苯密度于表4 表4 塔底苯-甲苯密度組分苯(A)甲苯(B)密度Kg/m3775.3768.8由進料溫度tF=90.5時,查苯-甲苯密度于表3-5 表5 進料苯-甲苯密度組分苯(A)甲苯(B)密度Kg/m3798.2797.2塔

16、底液相平均密度 進料液相平均密度 =797.8kg/m3塔頂液相平均密度 =813.0kg/m3提鎦段液相平均密度精餾段液相平均密度提餾段氣相平均密度精餾段氣相平均密度（5）表面張力由塔頂溫度t=83.1 時,查苯-甲苯表面張力于表6組分苯(A)甲苯(B)表面張力21.0921.28表6 塔頂苯-甲苯表面張力由塔底溫度t=110.2 時,查苯-甲苯表面張力于表7表7 塔底苯-甲苯表面張力組分苯(A)甲苯(B)表面張力17.7818.32由進料溫度 t=90.5 時,查苯-甲苯表面張力于表8表8 進料苯-甲苯表面張力組分苯(A)甲苯(B)表面張力18.9819.48進料板表面張力塔頂表面張力塔底

17、表面張力提鎦段表面張力平均值精鎦段表面張力平均值（6）液體黏度由塔頂溫度t=83.1時,查苯-甲苯黏度于表9表9 塔頂苯-甲苯黏度組分苯(A)甲苯(B)黏度 0.3040.324由塔底溫度t=110.2 時,查苯-甲苯黏度于表 10表10 塔底苯-甲苯黏度組分苯(A)甲苯(B)黏度 0.2480.258由進料溫度t=90.5 時,查苯-甲苯黏度于表 11表 11 進料苯-甲苯黏度組分苯(A)甲苯(B)黏度 0.2560.284進料處平均黏度塔頂處平均黏度塔底處平均黏度提餾段液體黏度平均值精鎦段液體黏度平均值7、塔板氣液負荷計算LRD1.6×31.0649.696kmol/h V(R1

18、) D2.6×31.0680.756kmol/h精餾段 提餾段 8、塔的工藝條件和物料性質(zhì)列表系統(tǒng)進料：25ºC處理量：4噸/時進料濃度：60%苯（質(zhì)量）處理要求：塔頂濃度95.5%（質(zhì)量）塔底濃度0.35%（質(zhì)量）塔頂冷凝全凝器.塔底再沸器間壁加熱.進塔物料狀態(tài)：泡點進料回流比：2冷卻水溫：20ºC加熱蒸汽：0.2 Mpa年工作： 7200小時年工作日： 300天連續(xù)操作物料性質(zhì)提餾段精餾段平均溫度100.3586.8平均液相分子量87.37kg/kmol80.88kg/kmol平均氣相分子量84.97kg/kmol79.45kg/kmol平均液相密度783.6

19、kg/m3805.4kg/m3平均氣相密度3.19kg/m32.88 kg/m3液體粘度0.263cp0.287cp液體表面張力18.80mN/m20.20mN/m平均壓力116.8kPa108.45kPa8、塔和塔板主要工藝尺寸計算(1)塔徑空塔氣速 精餾段由史密斯關(guān)聯(lián)查得C,橫坐標為取板間距HT=0.5m,取上板液層高度hL=0.08m則圖中參數(shù)值為根據(jù)以上數(shù)據(jù),由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得因物系表面張力故 取安全系數(shù)為0.7,則空塔氣速為 塔徑提餾段由史密斯關(guān)聯(lián)圖查出C,橫坐標為取板間距,取板上液層高度圖中參數(shù)值根據(jù)以上數(shù)據(jù),由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得因物系表面張力,故則取安全系數(shù)為0.7,則空塔氣速為塔

20、徑 因提餾段塔徑大于精餾段塔徑，故以提餾段為基準，按標準塔徑圓整D=1.00m則塔截面積 空塔氣速（2）塔的有效高度(3)溢流裝置計算選用單溢流弓型管降液管，不設(shè)進口堰堰長lw=（0.60.8）D取堰長lw=0.8D=0.8×1=0.8m溢流堰高hw hl=hw+how故hw=hl-how 采用平直堰，堰上液層高度高可按 近似取E=1，則可由列線圖查出how=0.035m hw=0.08-0.035=0.045m弓型降液管寬度Wd和面積Af ，由弓型降液管的寬度與面積圖查得， 則Af=0.14×AT=0.14×0.785=0.11m Wd=0.2D=0.2

21、5;1=0.2m按驗算降液管內(nèi)液體停留時間 停留時間>5s，故降液管尺寸可用降液管底隙高度 可取降液管底隙處液體流速故降液管底隙高度設(shè)計合理。（4）塔板布置因為D<1.5m，取Ws=0.07m,Wc=0.05m(5)篩孔計算及其排列本設(shè)計所處理的物系無腐蝕性，可選用=4mm碳鋼板，篩孔直徑do=4mm。篩孔按正三角形排列取孔中心距t=3do=3*4=12mm篩孔數(shù)目n為其中則 = =個開孔率 9、塔板負荷性能圖（以精餾段為例）（1） 漏液線 6.02m/s = 0.243m3/s 據(jù)此可以做出液體流量無關(guān)的水平漏液線（2）液沫夾帶線 以=0.1kg液/kg氣為限，計算的關(guān)系 ， ，

22、=0.045m =2/3聯(lián)立以上幾式可以得到化簡后的關(guān)系為下：Ls / m3/s0.00020.00040.00060.0008Vs / m3/s2.502.452.412.37表：關(guān)系通過以上關(guān)系式可以作出液沫夾帶線。（3）液相負荷下限線對于平直堰，取上堰液層高度m作為最小液體負荷標準。由 =0.006m 0.0005m3/s據(jù)此可以作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷下限線。（4） 液相負荷上限線 以 5s作為液體在降液管中停留時間的下限，5m3/s據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負荷上限線。（5）液泛線通過下式計算液泛線 。其中 （其中 ）； ；將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入可以求得0.0485=0.5&

23、#215;0.5+(0.5-0.61-1)×0.045=0.20=0.153/(0.8×0.0156)2=806=1.79 列表計算如下：Ls / m3/s0.00040.00060.00080.0010Vs / m3/s2.762.732.702.67表：關(guān)系由以上數(shù)據(jù)即可做出液泛線。綜上所述，作出該塔的負荷性能圖如下：0.243圖：篩板塔負荷性能圖線a漏液線 0.243m3/s 線b液相負荷上限線 m3/s 線c液泛線 線d液末夾帶線 線e液相負荷下限線 0.0004m3/s10、篩板塔工藝設(shè)計計算結(jié)果序號項目（名稱、符號、單位）精餾段提餾段備注1塔徑 m1.01.02

24、板間距 /m0.50.53溢流型式U型流U型流4降液管型式弓型弓型5堰長 /m0.86堰高 /m0.0540.0547板上液層高度 /m0.060.068堰上液層高度/m0.0060.0149降液管底隙高度 /m0.00830.008610篩孔直徑 /m0.0040.00411篩孔數(shù)目n/個3209320912孔心距 /m0.0120.01213安定區(qū)寬度 /m0.070.0714邊緣區(qū)寬度 /m0.050.0515鼓泡區(qū)面積 /m20.40.416開孔率 /%10.110.117空塔氣速 /(m/s)0.6750.67518篩孔氣速 /(m/s)12.4512.8419穩(wěn)定系數(shù) 1.671.

25、5120每層塔板壓降 /Pa485465.9塔工業(yè)設(shè)計一覽表四、 輔助設(shè)備的計算及選型1、換熱器的計算與選型換熱器包括塔頂全凝器、塔底再沸器、原料加熱器，下面分別對各個換熱器進行計算并且選取適合的設(shè)備型號。（1）塔頂全凝器 假設(shè)本設(shè)計塔頂采用泡點回流，用20 ºC的冷卻水循環(huán)冷卻，冷卻水升溫15ºC；操作方式為逆流操作。塔頂溫度83.1ºC，冷卻水溫度變化為20 ºC35 ºC。查圖（可知83.1ºC下乙醇和水的汽化熱分別為：380.2kJ/kg=380.2×78.11=29697.4kJ/kmol353 kJ/kg=353

26、×92.13=32521.9 kJ/kmol逆流：塔頂 t 83.1ºC 83.1ºC ºC 水 t 35 ºC 20 ºC 63.1ºC55.30ºC對塔頂冷凝部分混合物（溜出液）進行熱量衡算，可得到80.756 0.961×29697.4+0.039×32521.9=2407.1 kJ/s有機物蒸氣冷凝器設(shè)計選用的總體傳熱系數(shù)一般范圍為5001500kcal/(m2.h. ºC)本設(shè)計中取 K2996J/(m2. h. ºC)所以傳熱面積：52.3m2通過以上計算面積可使

27、用規(guī)格型號：FLA600-60-25-2，Dg=600mm，公稱壓力 2.5MP，管程數(shù) 2，殼程數(shù) 1，管長3m，管徑19m，管束圖型號 A，公稱換熱面積60m2 ，計算還熱面積 59 m2 ，設(shè)備質(zhì)量 4000kg。（2）原料加熱器 原料液用飽和蒸汽加熱（0.2Mpa）132 ºC，逆流操作，原料液溫度從25 ºC升高到90.5ºC。ºC，41.5ºC，69.2 ºC不同溫度下苯和甲苯的比熱容為，經(jīng)查圖（上冊510頁）可知ºC時 1.64 kJ/(kg .k) 1.64 kJ/(kg .k)ºC時 1.98 k

28、J/(kg .k) 1.98kJ/(kg .k)則平均比熱容為：1.805kJ/(kg .k)1.805kJ/(kg .k)1.805 kJ/(kg .k)所以 131.4kJ/s傳熱系數(shù)取 K=80W/(m2.ºC) 則23.7m2采用浮頭式換熱器，用FB系列，選用公稱直徑500mm，公稱壓力1.6MP，公稱面積65 m2 ，罐子尺寸25×2.5，管子總數(shù)120根（4管程），正方形傾斜45度排列。(3)塔底再沸器選用132ºC飽和水蒸氣加熱，逆流操作，傳熱系數(shù)取K2996J/(m2. h. ºC)，料液溫度變化：110.2ºC111.0 &#

29、186;C，蒸汽溫度變化：132ºC132ºC，ºC，21ºC，21.4 ºC。查圖（上冊514頁）可知110.2ºC下苯和甲苯的汽化熱分別為：372kJ/kg=372×78.11=29057kJ/kmol360 kJ/kg=360×92.13=33167 kJ/kmol80.756/3.60.041×29057+0.959×33167=740.1kJ/s所以傳熱面積：42m2采用浮頭式換熱器，用FB系列，選用公稱直徑500mm，公稱壓力1.6MP，公稱面積70 m2 ，罐子尺寸25×

30、2.5，管子總數(shù)180根（2管程），正方形傾斜45度排列。2. 接管（1） 原料進料管 進料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進料管、彎管進料管、T型進料管。本設(shè)計采用直管進料管，管徑計算如下：，取=0.8m/s，該溫度下苯和水甲苯的密度分別為 798.2kg/m3 797.2kg/m3，所以 797.8 kg/m3m3/s=47mm通過以上計算，采用熱軋無縫鋼管（YB23164），外徑55mm，壁厚2.5mm。（2） 回流管采用直管回流管，取1.6m3/s，料液冷凝后溫度為83.1，查得該溫度下苯和甲苯的密度分別為 813.5kg/m3 808.5 kg/m3，所以 812.9 kg/m3體積流速：4

31、9.696/3.6×78.25/812.9=0.0013m3/s=34mm采用熱軋無縫鋼管（YB23164），外徑45mm，壁厚3.0mm。（3） 塔頂蒸汽出料管 塔頂蒸汽組成y=0.961，平均分子M78.59kg/kmol塔頂蒸汽密度：則蒸汽流量：V6.8×78.59/2.60.205m3/s，直管出氣，取出氣氣速u=20m/s,則113mm。采用熱軋無縫鋼管（YB23164），外徑132mm，壁厚4.0mm。（4） 塔釡出料管 采用直管出料，取1.6m/s，塔釡出料溫度為110.2，查得該溫度下苯與甲苯的密度分別為 775.3kg/m3 768.8 kg/m3，所以平

32、均密度：769.03kg/m3體積流速：16.72/3.6×91.56/769.03=5.53 ×10-4m3/s=21mm采用熱軋無縫鋼管（YB23164），外徑30mm，壁厚4.5mm。（5） 再沸器蒸汽出氣管采用直管出料，取22m/s，采用間接水蒸氣加熱=90.62kg/kmol蒸汽密度：kg/m3 80.756/3.6×90.62/2.1=0.968 m3/s237mm采用熱軋無縫鋼管（YB23164），外徑260mm，壁厚10.0mm。3、儲槽（1） 原料液儲槽原料液的存儲量是要保證生產(chǎn)能正常進行,主要根據(jù)原料生產(chǎn)情況及供應(yīng)周期而定的.一般說來,應(yīng)保證在

33、儲槽裝液6080,如不進料仍能維持運作24小時.取裝料6080是因為在工業(yè)中為了安全,儲槽一般要流出一定的空間.該設(shè)計任務(wù)中,取儲槽裝料70,即裝填系數(shù)為0.7。原料液溫度為t=25,此時進料液中各物料的物性是：872kg/m34.59m3/s所需的儲槽體積：157.4m3 取160 m3選用平底平蓋的立式儲槽，材料為碳鋼，公稱壓力為常壓，圖號:R22-00-1,標準號為JB1422-74。（2） 中間槽 中間槽是儲存回流量及出料的儲罐。苯甲苯精餾過程為連續(xù)生產(chǎn)，中間槽的設(shè)計依據(jù)是中間槽裝液6080能保持至少12個小時的流量，該設(shè)計任務(wù)中，槽裝液70，即取安全系數(shù)為0.7，保持流量2小時。取儲

34、槽中的料液溫度為t=83.1，此時進料液中各物料的物性是：苯： 質(zhì)量濃度甲苯： 質(zhì)量濃度 進料液體積流量為：實際儲槽體積：選用公稱容積為100m3的平底平蓋立式儲槽，材料為碳鋼，公稱壓力為圖號：R22-00-1,標準號為JB1422-74。4、泵的選型計算該工藝流程有兩個主要的泵裝置,一個為進料泵,負責把液體打進填料塔；另一個為回流泵,負責把回流液打回塔內(nèi)重新進行精餾.由于所設(shè)計的泵用于輸送化工液體,與一般泵不同,它要求泵操作方便,運行可靠,性能良好和維修方便.泵的選型首先要根據(jù)被輸送物料的基本性質(zhì),包括相態(tài)、溫度、粘度、密度、揮發(fā)性和毒性等,還要考慮生產(chǎn)的工藝過程、動力、環(huán)境和安全要求等條件

35、.在流量小而壓頭高、液體又無懸浮物且粘度不高的情況下,選用旋渦泵較為適宜.4.1 進料泵進料液泵揚程計算：（為提餾段高度，h為塔支座高度）取塊塔板高0.5m，=12×0.56m；考慮到再沸器，裙座高度取3m；則H=2×(6+3)18m。原料進料密度為797.8kg/m3，安全系數(shù)取1.3，則流量可計算為：6.52m3/h 在此條件下采用IS型單級單吸離心泵，型號：IS50-40-200.其性能參數(shù)為：轉(zhuǎn)速n1450r/min，流量Q=7.5m3/h，揚程H13.2m，效率43，軸功率0.63KW,質(zhì)量為62/46kg。4.2 回流泵回流泵揚程計算：（為精餾段高度，h為塔支座

36、高度），取塊塔板高0.5m，=9×0.54.5m；塔支座高度取3m；則H=2×(4.5+3)15m。由前面計算可知，回流液密度為813.0kg/m3，0.0021m3/s安全系數(shù)取1.3，則流量可計算為：9.8m3/h。在此條件下采用IS型單級單吸離心泵，型號：IS65-50-125。其性能參數(shù)為：轉(zhuǎn)速n2900r/min，流量Q=12.5m3/h，揚程H32m，效率69，軸功率1.97KW，質(zhì)量為41-54kg。5、溫度計 溫度計可采用雙金屬溫度計，該溫度計適用測量中、低溫，可直接測量氣體、液體的溫度，具有易讀數(shù)、堅固耐用等特點。查化工工藝設(shè)計手冊，采用防護型號，選取WS

37、S-401-F,公稱直徑為1200mm，測量范圍為0300。6、壓力計選用壓力測量儀表時，要考慮其量程、精度及介質(zhì)性質(zhì)和使用條件因素，該設(shè)計任務(wù)壓力不高、變動不大，工業(yè)用精度要求為1.5至2.5級，介質(zhì)無腐蝕性不易堵塞。壓力表安裝的地方，應(yīng)力求避免振動和高溫的影響，取壓管的內(nèi)墻面與設(shè)備或管道的內(nèi)壁應(yīng)平整，無凸出物或毛刺以保證正確取得靜壓力。被測介質(zhì)溫度超過60時，取壓口至閥門見或閥門至壓力表間應(yīng)有冷凝管。根據(jù)該設(shè)計任務(wù)，查閱文獻，現(xiàn)選用TG1200，測量范圍為01200mmH2O.精度等級1.5，最大工作壓力 6kgf/cm2。7、液位計（1）原料槽液位計該設(shè)計任務(wù)中,原料槽采用臥式橢球形封頭

38、容器,筒體公稱直徑3m,故所選液位計測量范圍大致在03m,希望實現(xiàn)自動控制, 查閱文獻,可選用ULF-2型電遠傳翻板式液位計,該液位計能就地指示和遠傳液位,可與ULFX-2型液位數(shù)字顯示報警儀配套使用.ULF-2-HC防爆遠傳翻板液位計和ULF-2-HC防爆液位數(shù)字顯示報警儀配套使用,可用于爆炸危險場合的液位測量.ULFX-2,ULF-2-HC適合在環(huán)境溫度1040和相對濕度不大于80%下使用,電源電壓為220V,50Hz.7.2 中間槽液位計浮筒式液位計,UTQ型氣動浮筒式液位測量儀是對工業(yè)生產(chǎn)過程中容器內(nèi)液位或界面實現(xiàn)就地指示和調(diào)節(jié)基地式液位儀表.調(diào)節(jié)帶變送的UTQ型氣動浮筒式液位測量儀可

39、作為現(xiàn)場的液位變送單元與QDZ型氣動單位組合儀表配套使用,實現(xiàn)控制室的集中控制.根據(jù)該設(shè)計任務(wù),UTQ151型氣動浮筒液位條件變送器,結(jié)構(gòu)形式：內(nèi)浮筒,頂置法蘭.8、流量計 化工過程中需經(jīng)常對物料進行流量和總量的測量.流量是指單位時間內(nèi)通過的物料量.所選依據(jù)主要為介質(zhì)的性質(zhì)及流量測量范圍. 將料液由貯槽送往預(yù)熱器處需一個測量流量的流量計。轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)簡單、讀數(shù)方便、能量損失小，測量范圍寬。料液在低壓及較低溫度下輸送，因此選用轉(zhuǎn)子流量計。料液流量4.387m3/h,查化工工藝設(shè)計手冊，選用LZB型玻璃轉(zhuǎn)子, 型號LZB-4, 測量比1:10，液體測量范圍110m3/h.回流液送往精餾塔處亦需流

40、量計，采用轉(zhuǎn)子流量計。回流液流量1.245m3/h,查化工工藝設(shè)計手冊，選用LZB型玻璃轉(zhuǎn)子, 型號LZB-50, 測量比1:10，液體測量范圍0.44m3/h.9、輔助設(shè)備一覽表序號流程圖上位置設(shè)備名稱型 號圖 號材料計量單位數(shù)量備注1TQ-101板式塔-鋼板卷制個1篩孔塔板2E-103塔頂全凝器FLA500-40-25-2碳鋼管個13E-104塔底再沸器FB600-95-25-2碳鋼管個14E-101預(yù)熱器FB500-65-25-4碳鋼管個15G1塔頂蒸汽出料管YB231-64熱軋無縫鋼管個16G2回流管YB231-64熱軋無縫鋼管個17G3進料管YB231-64熱軋無縫鋼管個18G4塔釜出料管YB231-64熱軋無縫鋼管個19G5塔釜進氣管YB231-64熱軋無縫鋼管個110V-101原料液儲槽R22-00-1碳鋼個1公稱容積：160m311V-102中間槽R22-00-1碳鋼個1公稱容積：100m312P