二硫化碳-四氯化碳精餾塔工藝設(shè)計(jì)

1、化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：分離9萬噸/年CS2與CC14混合液的精儲(chǔ)塔工藝設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)：1503140122姓名:雷藝璇專業(yè):制藥工程1401班指導(dǎo)教師：焦飛鵬系主任：摘要：精儲(chǔ)的本質(zhì)是利用不同物質(zhì)的揮發(fā)度不同，通過多次汽化、多次冷凝的精微過程而達(dá)到物質(zhì)分離的單元操作過程，而多次汽化所需的能量即通過再沸器提供的，這就是再沸器的作用。再沸器是一種換熱器，通常采用熱虹吸式換熱器，也是一種列管式換熱器，在生產(chǎn)企業(yè)中占有較重要的地位，它直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。本設(shè)計(jì)針對苯-乙苯的精儲(chǔ)問題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完整的精儲(chǔ)設(shè)計(jì)過程。通過對精儲(chǔ)塔的運(yùn)算，可以得出精儲(chǔ)塔的各種設(shè)計(jì)如塔的工

2、藝流程、生產(chǎn)操作條件及物性參數(shù)是合理的，以保證精儲(chǔ)過程的順利進(jìn)行并使效率盡可能的提高。此外對塔底再沸器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。主要介紹了再沸器的設(shè)計(jì)工作以及它在生產(chǎn)過程中處于的地位和作用，它是精儲(chǔ)塔不可或缺的一部分，它提供給精儲(chǔ)塔多次汽化所需的能量，它與冷凝器等都是換熱設(shè)備。設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：二硫化碳一四氯化碳精儲(chǔ)塔及主要附屬設(shè)備選型設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1、設(shè)計(jì)任務(wù)：生產(chǎn)能力（進(jìn)料量）9萬噸/年操作周期7200小時(shí)/年進(jìn)料組成34%的二硫化碳和66%勺四氯化碳（摩爾分率,下同）塔頂產(chǎn)品組成塔儲(chǔ)出液95%勺二硫化碳,塔底產(chǎn)品組成釜液5%勺二硫化碳2、操作條件操作壓力塔頂壓強(qiáng)為4Kpa（表壓）講料熱

3、狀態(tài)泡點(diǎn)進(jìn)料3、設(shè)備型式二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說明2、工藝計(jì)算3、主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計(jì)（1）塔徑及蒸儲(chǔ)段塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定（2）塔板的流體力學(xué)校核（3）塔板的負(fù)荷性能圖（4）總塔高、總壓降及接管尺寸的確定4、輔助設(shè)備選型與計(jì)算5、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總6、工藝流程圖及精儲(chǔ)塔工藝條件圖7、設(shè)計(jì)評述目錄1前言12精儲(chǔ)塔的物料衡算212.1 主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)212.2 物料衡算222.3 最小回流比及操作回流比的確定222.4 精微塔的氣?相負(fù)荷232.5 操作線方程232.6 逐板計(jì)算法確定理論塔板數(shù)232.7 實(shí)際板層數(shù)的確定242.7.1.3 精微段和提儲(chǔ)段相對揮發(fā)度252.7.1.4 全塔

4、效率ET和實(shí)際塔板數(shù)25263 .精儲(chǔ)塔的工藝條件和有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算3.1操作壓力的計(jì)算26263.2平均摩爾質(zhì)量計(jì)算3.3平均密度的計(jì)算263.3液體表面張力的計(jì)算（部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3-2）274 .精儲(chǔ)塔的塔體工藝尺寸計(jì)算285 .塔板的主要工藝尺寸的計(jì)算295.1 溢流裝置的計(jì)算295.1.1 溢流堰長29295.1.2 溢流堰高h(yuǎn)w5.1.3降液管寬度Wd與降液管面積Af305.1.4 降液管底隙高度h315.2 塔板布置315.2.1 邊緣區(qū)寬和安定區(qū)寬31315.2.2 開孔區(qū)面積5.3 浮閥數(shù)n與開孔率？6 .塔板的流體力學(xué)的驗(yàn)算6.2 塔板壓降6.2.1 干板阻力6.2.2 淹塔

5、6.3 泛點(diǎn)率7 .塔板負(fù)荷性能圖7.2 霧沫夾帶線357.3 液泛線367.4 液相負(fù)荷上限線367.5 漏液線367.6 液相負(fù)荷下限線367.7 負(fù)荷性能圖368 .熱量衡算8.2 相關(guān)介質(zhì)的選擇8.3 蒸發(fā)潛熱衡算2.2.2塔底熱量8.3始值衡算9 .輔助設(shè)備選型9.1 冷凝器的選型9.1.1 計(jì)算冷卻水流量9.1.2 冷凝器的計(jì)算與選型9.2 冷凝器的核算9.2.1 管程對流傳熱系數(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。32錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。35錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽

6、。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。9.2.2 殼程流體對流傳熱系數(shù)9.2.3 污垢熱阻錯(cuò)誤！未定義書簽。9.2.4 核算傳熱面積錯(cuò)誤！未定義書簽。9.2.5 核算壓力降錯(cuò)誤！未定義書簽。9.3 泵的選型與計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。9.4 再沸器的選型與計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。9.4.1 加熱介質(zhì)的流量錯(cuò)誤！未定義書簽。9.4.2 再沸器的計(jì)算與選型錯(cuò)誤！未定義書簽。10 .塔附件設(shè)計(jì)3710.1 接管3710.1.1 進(jìn)料3710.1.2 回流管3710.1.3 塔底出料管3810.1.4 塔頂蒸氣出料管3810.2 筒體與

7、封頭3810.2.1 筒體3810.2.2 封頭3810.3 除沫器3810.4 裙座3910.5 人孔3910.6 塔總體高度的設(shè)計(jì)3911精儲(chǔ)塔計(jì)算結(jié)果匯總表40總結(jié)42參考文獻(xiàn)43致謝44附錄45符號(hào)說明45化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)1刖言化工生產(chǎn)中常需進(jìn)行液體混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的?；ト芤后w混合物的分離有多種方法，蒸儲(chǔ)及精儲(chǔ)是其中最常用的一種。蒸儲(chǔ)是分離均相混合物的單元操作之一，精儲(chǔ)是最常用的蒸儲(chǔ)方式，是組成化工生產(chǎn)過程的主要單元操作。為實(shí)現(xiàn)高純度的分離已成為蒸儲(chǔ)方法能否廣泛應(yīng)用的核心問題，為此而提出了精儲(chǔ)過程。精微的核心是回流，精儲(chǔ)操作的實(shí)質(zhì)是塔底供熱產(chǎn)生蒸汽回流，塔頂冷

8、凝造成液體回流。我們工科大學(xué)生應(yīng)具有較高的綜合能力、解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力和創(chuàng)新的能力。課程設(shè)計(jì)是一次讓我們接觸并了解實(shí)際生產(chǎn)的大好機(jī)會(huì)，我們應(yīng)充分利用這樣的機(jī)會(huì)去認(rèn)真去對待。而新穎的設(shè)計(jì)思想、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品是我們所應(yīng)堅(jiān)持努力的方向和追求的目標(biāo)。流程的設(shè)計(jì)及說明進(jìn)科Vn-1Vn培項(xiàng)產(chǎn)品r或遛嶗為涌出演j回流帽Ln降淤塞*-1-1加熟水蒸泡圖1-1板式精儲(chǔ)塔的工藝流程簡圖工藝流程：如圖1-1所示。原料液由高位槽經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入精儲(chǔ)塔內(nèi)。操作時(shí)連續(xù)的從再沸器中取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海┰俜衅髦性弦翰糠制?，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中全部冷凝或

9、部分冷凝，然后進(jìn)入貯槽再經(jīng)過冷卻器冷卻。并將冷凝液借助重力作用送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)過冷凝器后被送出作為塔頂產(chǎn)品。為了使精儲(chǔ)塔連續(xù)的穩(wěn)定的進(jìn)行，流程中還要考慮設(shè)置原料槽。產(chǎn)品槽和相應(yīng)的泵，有時(shí)還要設(shè)置高位槽。為了便于了解操作中的情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和采取相應(yīng)的措施，常在流程中的適當(dāng)位置設(shè)置必要的儀表。如流量計(jì)、溫度計(jì)和壓表等，以測量物流的各項(xiàng)參數(shù)?；瘜W(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)2精儲(chǔ)塔的物料衡算2.1 主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表2-1二硫化碳四氯化碳的物理性質(zhì)（表一）項(xiàng)目分子式分子量沸點(diǎn)（c）密度（g/cm3）一硫化碳的粘度CS27646.51.260四氯化碳的粘度CC1415476.81.595表2-2二硫化

10、碳四氯化碳的粘度（表二）溫度（c)30405060708090一硫化碳的粘度mpa.s0.3430.3210.3010.2840.2690.2550.243四氯化碳的粘度mpa.s0.8470.7410.6530.5800.5190.4670.422表2-3二硫化碳四氯化碳的表面張力（表三）（單位：mN/m）溫度（C）30405060708090四氯化碳的表面張力24.5323.3522.1821.0219.8818.7417.62一硫化碳的表向張力30.8129.3327.8726.4124.9723.5422.13表2-4二硫化碳一四氯化碳的密度（表四）溫度（C）3040506070809

11、0四氯化碳的密度（kg/m3）1574155615361517149814781457一硫化碳的密度（kg/m）1248123412191203118811721156表2-5常壓下二硫化碳-四氯化碳的汽液平衡數(shù)據(jù)（表五）T,Kxiy1348.050.02960.0823346.250.06150.1555343.450.11060.2660341.750.14350.3325336.950.25850.4950332.450.39080.6340328.450.53180.7470325.450.66300.8290323.550.75740.8790321.650.86040.932031

12、9.4511表2-6二硫化碳一四氯化碳的導(dǎo)熱系數(shù)（表六）溫度（c）30405060708090四氯化碳的導(dǎo)熱系數(shù)（x10-5Ca1/cm.s.C）25.625.324.924.524.223.823.5一硫化碳的導(dǎo)熱系數(shù)（x10-5Ca1/cm.s.C）32.431.731.030.329.628.828.121化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)2.2 物料衡算二硫化碳的摩爾質(zhì)量：76kg/kmol四氯化碳的摩爾質(zhì)量：154kg/kmol已知；XF=0.34XD=0.95XW=0.05原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量Mf=76>0.34+(1-0.34)M54=127.48kg/kmolMd=0.9

13、576+(1-0.95)154=79.9kg/kmolMw=0.05漢6+(1-0.05)154=150.1kg/kmol原料處理量：F=9X107/(300X127.48X24)=98.05kmol/h總物料衡算：D+W=98.05kmol/h二硫化碳物料衡算：DX0.95+W0.05=0.3498.05聯(lián)立得：D=31.59kmol/hW=66.46kmol/h物料衡算結(jié)果如表2-6所示。表2-6物料衡算結(jié)果塔頂D塔底W進(jìn)料F摩爾流量(kmol/h)31.5966.4698.05摩爾分?jǐn)?shù)(%)0.950.050.34由0f=(1一4)”,再根據(jù)表2-5數(shù)據(jù)可得到不同溫度下的揮發(fā)度見表2-7

14、Xa(17a)表2-7不同溫度下的揮發(fā)度溫度,K揮發(fā)度溫度,K揮發(fā)度348.052.94332.452.7346.252.81328.452.6343.452.91325.452.46341.752.97323.552.33336.952.81321.652.22貝U口m=10/儀1二2a31Hoe10=2.662.3 最小回流比及操作回流比的確定泡點(diǎn)進(jìn)料Xq=XF=0.34;由尸Z66"34=0.57811F1x11.660.3422化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)0.95-0.57810.5781-0.34即R=1.5Rmin=2.343XdVqrRminyqXq2.4 精儲(chǔ)塔的氣液相負(fù)荷L=

15、RD=2.343X31.59=74.02kmol/hV=(1+R)D=(1+2.343)31.59=105.61kmol/hL'=L+F=4.02+98.05=172.07kmol/hV=V405.61kmol/h2.5 操作線方程精微段操作線方程：2.3430.95x3.3433.343=0.70x0.2842L'y=一xV'W172.07105.61提儲(chǔ)段操作線方程：66.46x0.05=1.63x-0.0315105.612.6 逐板計(jì)算法確定理論塔板數(shù)2.6.1 精微段利用平衡方程和精微段操作線方程計(jì)算精儲(chǔ)段的塔板數(shù):V1=xd=0.95x1=0.877（用平衡

16、關(guān)系）；y2=0.898（用物料衡算，即操作線）x2=0.768（用平衡關(guān)系）；y3=0.822（用操作線）x3=0.635（用平衡關(guān)系）;y4=0.728（用操作線）x4=0.502（用平衡關(guān)系）;y5=0.636（用操彳線）x5=0.396（用平衡關(guān)系）;y6=0.561（用操作線）x6=0.325（用平衡關(guān)系）X6=0.325<Xf=0.34所以進(jìn)料位置在第6塊板2.6.2 提儲(chǔ)段利用相平衡方程和提留段操作線方程計(jì)算提留段塔板數(shù)：x7=0.325y8=0.513（用物料衡算，即操作線）x8=0.329（用平衡關(guān)系）；y9=0.454（用操作線）23化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)x9=0.209

17、（用平衡關(guān)系）；yi0=0.298（用操作線）xi0=0.120（用平衡關(guān)系）；yii=0.153（用操作線）xii=0.061（用平衡關(guān)系）；yi2=0.0601（用操彳線）xi2=0.023（用平衡關(guān)系）X2:0.023x=0.05因此，理論板數(shù)為（12-1）=11層，進(jìn)料位置為第6層板。2.7 實(shí)際板層數(shù)的確定2.7.1 液相的平均黏度2.7.1.1 塔頂、塔底溫度的求取根據(jù)表2-5內(nèi)插法求取塔頂溫度to=47.25C進(jìn)料溫度tF=58C精微段平均溫度tM=（47.25+58）/2=52.625C2.7.1.2 液相的平均黏度LLLL進(jìn)料黏度（58）:查資料得cs2=0.28mPs；cc

18、4=0.64mPslgUFm=0.34lg0.280.66lg0.64lguuWmUWm=0.903mPa.su0.518mPa.sFm塔頂物料衡算（47.25C）:查資料得“c%=0.306mPs；"ccl4=0.675mPsKm=0.95lg0.3060.05lg0.675UDm=0318小6塔底物料衡算（73.92C）:查資料得cs2=0.263mPs；"cc4=0.498mPs=0.05lg0.263（1-0.95）lg0.498精微段平均黏度u精=皿十垣31840.518=0/i8mPa.su陽22224化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)提儲(chǔ)段平均黏度即:券+upO.518；O.

19、9O3=0.711mpa.s2.7.1.3 精儲(chǔ)段和提儲(chǔ)段相對揮發(fā)度根據(jù)表2-5作圖3求得氣相組成塔頂處氣相組成：yD=0.978;進(jìn)料處氣相組成：yF=0.59塔釜處氣相組成：yw=0.132相對揮發(fā)度塔頂處相對揮發(fā)度由=0/yD=0.9784a00.9781-0.9782340.951-0.95一.進(jìn)料處相對揮發(fā)度0.591-0.59由XF=0.34；yF=0.59f：22.790.341-0.34塔釜處相對揮發(fā)度=2.89由xw=。.。5;yw=0.132得aw=晨：00卷精微段平均相對揮發(fā)度amf)個(gè)十呼二40565提儲(chǔ)段平均相對揮發(fā)度a=血.比=2.892.79=2.84amq)22

20、22.7.1.4 全塔效率ET和實(shí)際塔板數(shù)全塔效率由公式Et=0.49"0)4245算得,-0.245精微段：Et=0.492.5650.418=0.482提儲(chǔ)段：£1=0.49(2.84父0.711尸2的=0.4125則精微段實(shí)際塔板數(shù)：N精=5/Er=10.37定11層NEr0.482提儲(chǔ)段實(shí)際塔板數(shù)：N提=6/Et=8=14.56ft15層25化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)3.精儲(chǔ)塔的工藝條件和有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算3. 1操作壓力的計(jì)算塔頂操作壓力：PD=4+101.325=105.325Kpa每層塔板壓降：AP=0.7Kpa進(jìn)料板壓力：Pf=105.325+0.71>1=1

21、13.025Kpa精微段平均壓強(qiáng)Pm=（113.025+105.325）/2=109.175Kpa3.2平均摩爾質(zhì)量計(jì)算塔頂摩爾質(zhì)量計(jì)算由XD=y1=0.95由得x1=0.877MVDm=0.95父76+(1-0.95*54=79.9kg/kmolMLDm=0.877父76+(1-0.877/154=85.59kg/kmol進(jìn)料摩爾質(zhì)量的計(jì)算：xf=0.34由平衡曲線查的：yF=0.578;MVFm=0.578761-0.578154-108.92kg/kmolMLFm=0.34父76+(1-0.34*54=115.94kg/kmol精微段平均摩爾質(zhì)量：MVm般)=79.9+108.92/2=

22、94.41kg/kmolMLm)=85.59十115.94/2=100.76kg/kmol3.3平均密度的計(jì)算3.3.1氣相平均密度由理想氣態(tài)方程Vm（精）一PmMVm(精)2RT行ppmMVm.)=Vm(精)RT109.17594.41=3.806kg/m8.31452.625273.15m3.2.2液相平均密度（部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3-1）塔頂部分依下式：1/PLm=£A+9（”為質(zhì)量分率）:LA:LB26化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)3=1235.2kg/m塔頂處：a=0.95,：b=0.05;0.950.051:LDm1222.4681541.433進(jìn)料板處：加料板液相組成由xf=0.34得aA

23、F=0.32;0.341205.9211-0.34A1520.5093:LFm=13966kg/m精儲(chǔ)段的平均液相密度：pLm（精）=（1235.2+1396.6）/2=1324.9kg/m3表3-1液相平均密度位置溫度（C）P1(CS2)(kg/m3)p1(CCl4)(kg/m3)0(CS2)切(CCl4)塔頂47.251222.4681541.4330.9410.059進(jìn)料口581205.9211520.5090.2030.797塔釜73.921181.4151489.5220.02010.97993.3液體表面張力的計(jì)算（部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3-2）n液相表面平均張力由式仃Lm=工Xih計(jì)算i=

24、1塔頂液相平均表面張力的計(jì)算二LDm=0.9528.280.0522.51=27.99mN/m進(jìn)料液相平均表面張力的計(jì)算二LFm=0.3426.731-0.3421.27=23.13mN/m表3-2液體表面張力位置溫度（C）仃(CS2)(mN/m)仃(CCl£mN/m)塔頂47.2528.2822.51進(jìn)料口5826.7321.27塔釜73.9223.4219.44精儲(chǔ)段液相平均表面張力為：仃Lm（精）=（27.99+23.13）/2=25.56mN/m27化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)4.精儲(chǔ)塔的塔體工藝尺寸計(jì)算4.1 塔徑的計(jì)算精儲(chǔ)段的氣、液相體積流率為Ls=LMLm（精）3600PLm（精

25、）74.02100.760.001564m3/s36001324.9VMVm（精）Vs=3600%m（精）105.6194.41-0.728m3/s36003.806初選板間距HT=0.35m,取板上液層高度hL=0.05m故：HT-hL=0.35-0.05=0.3-1一一一一一1（3（、:（0.001564）（惚竹=0.04VS：V0.7283.806ii.Ol立inL1J1J11.05必illiiji3ojjiOJiXiU.ML山2信廣公式C02/=C2o（一=0.062（2025.56、0.2）20=0.065；umax-C-：V:V1324.9-3.806=0.0653.806=1.2

26、1128查下面史密斯關(guān)系圖得C20=0.062；化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)取安全系數(shù)為0.7,則：故D-40.7283.140.848u=0.7Umax=0.71.211=0.848m/s=1.045m由于1.045m>1m故塔徑采用標(biāo)準(zhǔn)塔徑D=1.2m;貝U塔的橫截面積：At=D2=x1.22=1.131m244ML、忐4VS0.728空塔氣速為u=0.644m/sAT1.1310.644m/s<0.872m/s板間距取0.35m合適。5.塔板的主要工藝尺寸的計(jì)算5.1 溢流裝置的計(jì)算因塔徑D=1.2可采用單溢流、弓形降液管、平形溢流堰，不設(shè)進(jìn)流堰。各計(jì)算如下:5.1.1 溢流堰長溢流堰

27、長Lw取標(biāo)準(zhǔn)化LW=0.66D=0.79m5.1.2 溢流堰高h(yuǎn)w由hw=hL-howhowhow2.84100029化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)0.0015643600=0.0105算得，近似取E=1貝Uhow=也E(Lh)1000lw2.841(10000.79取上清液層高度hL=0.05m則hw=0.05-0.0105=0.0395m5.1.3 降液管寬度風(fēng)與降液管面積Af有l(wèi)w/D=0.66查圖得Wd/D=0.13Af/At=0.07故：Wd=0.13D=0.156m;Af=0.0792m2AT=1.131m2AfHT0.07920.350.001564=17.72s（5s,所以符合要求）30化

28、學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)圖示弓形降液管的寬度與面積5.1.4 降液管底隙高度h取液體通過降液管底隙的流速uo=0.1m/s（一般U0取0.070.25m/S）依式計(jì)h0=-L算降液管底隙高度h°,即：卜0=上=。.001564=0.0198mlwU0lwU00.790.1hw-ho=0.0395-0.0198=0.0197m>0.006m故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理，采用平形受液盤5.2 塔板布置5.2.1 邊緣區(qū)寬和安定區(qū)寬因D<1.5故采用整塊式塔板；邊緣區(qū)寬度Wc=0.035m（小塔為3050mm）,安定區(qū)寬度WS=0.065m5.2.2 開孔區(qū)面積開孔取面積按式A=2ix、R

29、2-x2':R2sin180R，D12其中x(WdWs)=-(0.1560.065)=0.37922R=D-Wc=絲-0.035=0.5652222二.10379.故：Aa=2(0.379”0.565-0.379+0.5652sin)=0.787m1800.5655.3篩孔計(jì)算及其排列31化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)=0.005m(孔徑由于所處理的物系，可選用0=0.0023m碳鋼板，取篩孔直徑d0常用46mm),篩孔按正三角形排列，取孔中心距t為t=3d0=0.015m篩孔數(shù)目n為二1991.761.158A.UCn=1.1580.38720.015d弋開孔率為6=0.907d0|=10.1%

30、J)氣體通過閥孔的氣速為U0Vs0.728A.0.1010.787=9.16m/s6.塔板的流體力學(xué)的驗(yàn)算6.1 塔板壓降(1)干板阻力hc計(jì)算干板阻力hc由式hc=0.051化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)得Co=0.77故%=0.051(步)2(2)=0.051(9)2(.806)=0.0207mc010.771324.9(2)、氣體通過液層的阻力hi計(jì)算氣體通過液層的阻力hl由式hl=sohL計(jì)算VsAT-Af0.7281.131-0.0792=0.692m/sFa=u：7V=0.6923.806=1.35查下圖1.00.90.80.70.60.5LI0圖3-220.8得；0=0.62故h|=，hL=

31、0.620.05-0.031m(3)、液體表面張力的阻力h仃計(jì)算液體表面張力產(chǎn)生的阻力h。由下式計(jì)算得33化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)4Lm（精）gd0-3425.56101324.99.810.005=0.0016m氣體通過每層塔板的液柱高度hp可按下式計(jì)算hp=hchlh一二0.02070.0310.0016=0.0533mp氣體通過每層塔板的壓降為.：pp=hp：Lg=0.05331324.99.81=692.75pa<0.7kpa（設(shè)計(jì)允許值）6.2 液面落差對于篩板塔，頁面落差很小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和流量均不大，故可忽略頁面落差影響6.3 液沫夾帶液沫夾帶量由下式計(jì)算3.25.710uae

32、-y;0L1HT-hf而且hf=2.5hL-0.125m5故eV=5.710(0.692)3.2=0.0427kg液/kg氣<0.1kg液/kg氣25.56100.4-0.125故在本設(shè)計(jì)中液沫夾帶量a在允許范圍內(nèi)。6.4 漏液對篩板塔，漏液點(diǎn)氣速U0min可由下式計(jì)算1324.9u0min=4.4C0,（000560.13hL-h；：）L-4.40.77.（0.00560.130.05-0.0016）（-6.47m/s實(shí)際孔速u0=9.16m/s-u0min穩(wěn)定系數(shù)為uou0min9.166.47=1.416故在本設(shè)計(jì)中無明顯漏液6.5 液泛34化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降

33、液管內(nèi)液層高Hd應(yīng)服從下式關(guān)系:Hd<:Hthw苯一氯苯物系屬一般物系，取中=0.5,則Hthw)=0.5(0.40.05)-0.225m而Hd=hphLhd板上不設(shè)進(jìn)口堰，hd可由下式計(jì)算hd=0.153u'。2=0.001m液柱Hd=hp+hL+hd=0.075+0.06+0.001=0.136m液柱Hd<:Hthw故在本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。7.塔板負(fù)荷性能圖7.1 霧沫夾帶線霧沫夾帶線以下式做出：Vs3.361315.2-3.361.360.7LS10.1260.643=0.8整理得:(1)Vs=1.27-18.67Ls由上式知霧沫夾帶線是直線，在操作范圍內(nèi)任取兩

34、個(gè)Ls依上式算出相應(yīng)的Vs值列于下表:Ls.m3/s0.0010.00435化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)Vs.m3/s1.251.1957.2 液泛線由小(Ht+hw)=hp+hL+hd=hc+hi+ho+hL+hd確定液泛線帶入各式得：2小(Ht+hw)=5.34溢053(忒)2(13磁e(-T3其中uo='=V=11VS,帶入數(shù)據(jù)得:二do2N0.039270443.3681.VsLs22.84360cLs2/30.5(0.11950.049)=5.340.153(s-)2(10.5)0.0491(s)229.81315.20.070.01610000.7整理得Vs2=2.234-21626

35、Ls2-22.5Ls2/3(2)在操作范圍內(nèi)取若干個(gè)Ls值，依上式算出相應(yīng)的Vs值列于下表:Ls.m3/s0.0010.004Vs.m3/s1.9871.3217.3 液相負(fù)荷上限線AfHt0.0710.353依(Ls)min=0.00497m/s(3)F57.4 漏液線二2二2F0二2103,/、(Vs)min=do2uoN=do2N=一義0.0392M70=0.456m/s(4)444.3.367.5 液相負(fù)荷下限線jjjE(3600(Ls)min)2/3=0.006；取E=1,則1000lw(Ls)minJ(36000.00610002.841)2/30.7(0.0061000)2/33

36、600(2.841=0.000597m3/s(5)根據(jù)本題附表1、2及式(3)(4)(5)可分別做出塔板液相負(fù)荷性能圖上的五條線7.6 負(fù)荷性能圖36化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)液泛線+液沫夾帶線操作線二!Hi液線H液相負(fù)荷上限線T液相負(fù)荷下限線*由上圖查的(V)max=1.826；(V)min=0.329所以操作彈性=18260.32910.塔附件設(shè)計(jì)10.1接管進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、T型進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管取VsuF=1.6m/sF=6.82kmolh，56.82127.4836001396.12=0.00144m3/s40.00144，二1.6=33.85mm10.1.2回流管采用直管

37、回流管，取UR=1.6m/s,R=2.47,L=44.22kmol/h,Xd=5.55本設(shè)計(jì)采用直Xf=0.340.97Vs44.2278.5436001234.23=0.00078m/s37化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)D_0.00078一，3.141.6=12.65mm10.1.3塔底出料管取uW=1.6m/s,直管出料101.32582.248.31473.92273.153=2.89kg/mXw=0.05,W=38.91kmolhMw=150.1kg/kmol38.91150.136001466.96=0.0011m3/sD=4Vs=一°.0011'，二Uw3.141.6=14.

38、83mm10.1.4塔頂蒸氣出料管直管出氣，取出口氣速u=20m/s,yD=0.95,Mld=82.24kg/kmolVs62.147782.2436002.89=0.50m3/sDY502。=88.43mm10.2 筒體與封頭10.2.1 筒體查文獻(xiàn)可知:PDi2kI：-P2=12.4mm1.0728140020.65112-1.072810.2.2 封頭封頭分為橢圓形封頭、蝶形封頭等幾種，本樣封設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑D=1200mm,可查得曲面高幾=350mm,直邊高度h0=40mm,內(nèi)表面積F封=2.306m2,容積V封=0.421m3。10.3 除沫器在空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)

39、象嚴(yán)重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設(shè)置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。38化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大、質(zhì)量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)氣速選?。簎=k'怔三且k'=0.107,:V=0.1071315.2-3.363.36=2.11m/s除沫器直徑D=.%.40.606=0.605m,二u.3.142.1110.4 裙座塔底常用裙座支撐，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座內(nèi)徑800mm,故裙座壁厚取16mm?；A(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：

40、3Dbi=(1200216)-0.210=1032mm基礎(chǔ)環(huán)外徑：Dbo=(1200216)+0.4=101432mm經(jīng)圓整后裙座取Dbi=1.2m,Dbo=2.0m；基礎(chǔ)環(huán)厚度考慮到腐蝕余量去1.2m；考慮到再沸器，裙座高度取2.2m。10.5 人孔人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于人進(jìn)出任何一層塔板。由于設(shè)置人孔處塔間距離大，且人孔設(shè)備過多會(huì)使制造時(shí)塔體的彎曲度難以達(dá)到要求，一般每隔1020塊板才設(shè)一個(gè)孔，本塔中共24塊板，需設(shè)置2個(gè)人孔，每個(gè)人孔直徑為450mm。10.6 塔總體高度的設(shè)計(jì)(1)塔的頂部空間高度塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，取

41、除沫器到第一塊板的距離為600mm,塔頂部空間高度為1200mm。(2)塔的底部空間高度塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線的距離，釜液停留時(shí)間取5min。39化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)HBKtL's60-Rv)/AT(0.5-0.7)=(50,004360-0.142)/1.130.6=1.62m(3)塔立體高度H1=14.3mH=H1+H頂+HB+H封+H裙=14.3+1.2+1.62+0.39+2.2=19.71m11精儲(chǔ)塔計(jì)算結(jié)果匯總表項(xiàng)目精儲(chǔ)段數(shù)值及說明備注塔徑D,m1.0板間距Ht,m0.35塔板形式單溢流弓形降液管整板空塔氣速u,(m/s)0.575堰長lw,m0

42、.7堰局hw,m0.049板上液層局度hL,m0.06降液管底隙高度ho,m0.013浮閥數(shù)N,個(gè)70等邊三角形叉排閥孔氣速uo,(m/s)5.37閥孔動(dòng)能因數(shù)Fo10臨界閥孔氣速u,(m/s)5.46孔心距t/m0.075指同一橫排的孔心距單板壓降Pp/Pa643.8140化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)液體在液降管內(nèi)停留時(shí)間9/s15液降管內(nèi)清液層高度Hd/m0.1995泛點(diǎn)率%43.933氣相負(fù)何上限(Vs)max/(m/s)1.826霧沫夾帶控制氣相負(fù)荷卜限（Vs）min/（m%）0.329漏液控制操作彈性5.55mlB技術(shù)要求1. 焊接采用電弧焊2. 接口及接口形式按AG-47-893. 設(shè)備制造

43、完畢后進(jìn)行水壓測試m1,m2,m3人孔3以6。41f1,f2液位調(diào)節(jié)孔e塔頂蒸汽出（|）400技術(shù)特性表名稱指標(biāo)丁作介席CS2-CCI44. 管口方位見本圖化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過一個(gè)月的努力，我查閱文獻(xiàn)、計(jì)算數(shù)據(jù)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成并設(shè)計(jì)出可行的方案。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對以往學(xué)過的知識(shí)的檢驗(yàn)，能夠培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，尤其是這次精儲(chǔ)塔設(shè)計(jì)更加深入了我對化工生產(chǎn)過程的理解和認(rèn)識(shí)，使我們所學(xué)的知識(shí)不局限于書本。設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)了我的自學(xué)能力，設(shè)計(jì)中的許多問題都需要查閱文獻(xiàn)。通過自學(xué)及老師的指導(dǎo)，同學(xué)的幫助，不僅鞏固了所學(xué)的化工原理知識(shí)，更大地拓寬了我的知識(shí)面,讓我更加認(rèn)識(shí)到實(shí)際化工生產(chǎn)過程和理論的聯(lián)系和差別，這對將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)及工作無疑將起到重要的作用.在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我的收獲很大，感觸也很深，更覺得學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)的重要性。在此，特別感謝老師的指導(dǎo)，使得我的設(shè)計(jì)得以圓滿完成。止匕外，還得感謝我們小組四個(gè)人共同的協(xié)作和為此付出的努力！42化學(xué)工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)參考