常壓甲醇—水篩板精餾塔設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　《化工原理》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目 常壓甲醇—水篩板精餾塔設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名 班級(jí)、學(xué)號(hào)

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)時(shí)間2012年12月24日-2013年1月4日 </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)成績(jī)</b></p><p>　　指導(dǎo)教師

3、簽字 </p><p><b>　　化學(xué)化工學(xué)院</b></p><p>　　課程名稱 化工原理課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目 常壓甲醇—水篩板精餾塔的設(shè)計(jì) </p><p&

4、gt;　　學(xué)生姓名 專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 </p><p>　　班級(jí)學(xué)號(hào) </p><p>　　設(shè)計(jì)日期 2012 年 12月 24 日至 2013 年1月 4日</p><p><b>　　設(shè)計(jì)條件及任務(wù)：</b></p>&l

5、t;p>　　設(shè)計(jì)體系：甲醇—水體系</p><p><b>　　設(shè)計(jì)條件: </b></p><p>　　進(jìn)料量F= 240 kmol/h</p><p>　　進(jìn)料濃度ZF= 0.25 （摩爾分?jǐn)?shù)，下同）</p><p>　　進(jìn)料狀態(tài)：q＝ 1 </p><p&

6、gt;<b>　　操作條件：</b></p><p>　　塔頂壓強(qiáng)為4 kPa(表壓)，單板壓降不大于0.7kPa。</p><p>　　塔頂冷凝水采用深井水，溫度t＝12℃。</p><p>　　塔釜加熱方式：間接蒸汽加熱采用3kgf/cm2水蒸汽。</p><p>　　全塔效率ET = 52%</p>

7、<p>　　分離要求： XD= 0.995（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；XW= 0.002（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；回流比R/Rmin =1.6 。</p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2012年12月24日 </p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　一.化

8、工原理課程設(shè)計(jì)的目的與要求1</p><p>　　二.化工原理課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容1</p><p>　　三．化工原理課程設(shè)計(jì)的基本程序1</p><p><b>　　第一節(jié)概述2</b></p><p>　　1.1精餾操作對(duì)設(shè)備的要求2</p><p>　　1.2 體系介紹2<

9、;/p><p>　　1.3板式塔類型4</p><p>　　1.3.1泡罩塔4</p><p>　　1.3.2 篩板塔5</p><p>　　1.3.3浮閥塔5</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)要求5</p><p>　　1.5精餾塔的設(shè)計(jì)步驟6</p><p>

10、　　第二節(jié)設(shè)計(jì)方案的確定6</p><p>　　2.1操作條件的確定6</p><p>　　2.1.1 操作壓力6</p><p>　　2.1.2 進(jìn)料狀態(tài)6</p><p>　　2.1.3 加熱方式7</p><p>　　2.1.4 冷卻劑與出口溫度7</p><p>　　2.1

11、.5 回流比（R）的選擇7</p><p>　　2.1.6熱能的利用7</p><p>　　2.2 確定設(shè)計(jì)方案的原則8</p><p>　　第三節(jié) 板式精餾塔的工藝計(jì)算8</p><p>　　1．理論塔板數(shù)的計(jì)算與實(shí)際板數(shù)的確定8</p><p>　　1.1 理論板數(shù)計(jì)算8</p><

12、p>　　1.1.1 物料衡算8</p><p>　　1.1.2 q線方程9</p><p>　　1.1.3 Rmin和R的確定9</p><p>　　1.1.4 精餾段操作線方程的確定9</p><p>　　1.1.5精餾段和提餾段氣液流量的確定9</p><p>　　1.1.6提餾段操作線方程的確

13、定10</p><p>　　1.1.7 逐板計(jì)算法10</p><p>　　1.1.8M—T圖解法12</p><p>　　1.2實(shí)際板層數(shù)的確定(以逐板計(jì)算法為依據(jù))13</p><p>　　2．精餾塔操作條件計(jì)算14</p><p>　　2.1操作壓強(qiáng)的選擇14</p><p>

14、;　　2.2操作溫度的計(jì)算14</p><p>　　2.3塔內(nèi)物料平均分子量、張力、流量及密度的計(jì)算15</p><p>　　2.3.1 密度及流量15</p><p>　　2.3.2液相表面張力的確定：16</p><p>　　2.3.3 液體平均粘度計(jì)算17</p><p>　　3． 塔徑的確定18&l

15、t;/p><p>　　4.塔有效高度21</p><p><b>　　5.整體塔高21</b></p><p>　　6.塔板主要工藝參數(shù)確定22</p><p>　　6.1溢流裝置22</p><p>　　6.1.1堰長(zhǎng)lw23</p><p>　　6.1.2出口堰高

16、hw23</p><p>　　6.1.3弓形降液管寬度Wd和面積Af25</p><p>　　6.1.4降液管底隙高度26</p><p>　　6.2塔板布置及篩孔數(shù)目與排列27</p><p>　　6.2.1塔板的分塊27</p><p>　　6.2.2邊緣區(qū)寬度確定27</p><p

17、>　　6.2.3開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 篩孔計(jì)算及其排列27</p><p>　　7.篩板的力學(xué)檢驗(yàn)29</p><p>　　7.1塔板壓降29</p><p>　　7.1.1干板阻力計(jì)算29</p><p>　　7.1.2液體表面張力的阻力計(jì)算計(jì)算30</p><p>　　7.1.3氣體通過(guò)每層塔板的液柱高

18、31</p><p>　　7.2 液面落差32</p><p>　　7.3液沫夾帶32</p><p><b>　　7.4漏液33</b></p><p><b>　　7.5液泛34</b></p><p>　　8.塔板負(fù)荷性能圖35</p><

19、p><b>　　8.1漏液線35</b></p><p>　　8.2液沫夾帶線36</p><p>　　8.3液相負(fù)荷下限線37</p><p>　　8.4液相負(fù)荷上限線37</p><p><b>　　8.5液泛線38</b></p><p>　　8.6操作

20、彈性39</p><p>　　9. 輔助設(shè)備及零件設(shè)計(jì)40</p><p>　　9.1塔頂冷凝器（固定管板式換熱器）40</p><p>　　9.1.1估計(jì)換熱面積40</p><p>　　9.1.2計(jì)算流體阻力42</p><p>　　9.1.3殼程流體阻力43</p><p>　

21、　9.1.4計(jì)算傳熱系數(shù)43</p><p>　　9.2塔底再沸器：44</p><p>　　9.3原料預(yù)熱器45</p><p>　　9.4 管道設(shè)計(jì)與選擇45</p><p>　　9.4.1塔頂回流管45</p><p>　　9.4.2 塔頂蒸汽出口管46</p><p>　　9

22、.4.3塔頂產(chǎn)品出口管46</p><p>　　9.4.4 進(jìn)料管46</p><p>　　9.4.5 塔釜出料管47</p><p>　　9.4.6 塔釜回流管47</p><p>　　9.4.7 塔釜產(chǎn)品出料管48</p><p>　　9.4.8 冷凝水管48</p><p>&

23、lt;b>　　9.5 泵49</b></p><p>　　9.5.1 進(jìn)料泵49</p><p>　　9.5.2 回流泵49</p><p>　　10.設(shè)計(jì)結(jié)果匯總50</p><p>　　11. 參考文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)手冊(cè)52</p><p>　　第四節(jié)．設(shè)計(jì)感想53</p>&l

24、t;p><b>　　緒論</b></p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)的目的與要求</p><p>　　提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)的能力。</p><p>　　提高學(xué)生分析問(wèn)題和獨(dú)立工作的能力。</p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)。</p><p&g

25、t;　　提高學(xué)生工程繪圖的能力。</p><p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)方案的確定:所選定的工藝流程設(shè)備形式等的理論依據(jù)。</p><p>　　主要設(shè)備的化工工藝及結(jié)構(gòu)計(jì)算:物料衡算、能量衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定等。</p><p>　　附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)或選型：主要附屬設(shè)備的主要工藝尺寸的

26、計(jì)算和設(shè)備型號(hào)規(guī)格的選定</p><p>　　工藝流程圖：以單線圖的形式描繪，標(biāo)出主體設(shè)備與附屬設(shè)備的物料流向、物流量和主要測(cè)量點(diǎn)等，用2號(hào)圖紙繪制。</p><p>　　主要設(shè)備裝配圖：圖面應(yīng)包括設(shè)備的工藝尺寸主要零部件的結(jié)構(gòu)尺寸、技術(shù)特性表和接管表等，用1號(hào)圖紙按工程制圖要求繪制。</p><p>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：包括目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、流程圖、設(shè)計(jì)方案的說(shuō)明與論

27、證、設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明、對(duì)設(shè)計(jì)中有關(guān)問(wèn)題的分析討論、設(shè)計(jì)結(jié)果匯總（主要設(shè)備尺寸各物料量和狀態(tài)能耗主要操作參數(shù)以及附屬設(shè)備的規(guī)格型號(hào)等）和參考文獻(xiàn)目錄。</p><p>　　三．化工原理課程設(shè)計(jì)的基本程序</p><p>　　1.準(zhǔn)備工作：認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確所要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)。結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)際的調(diào)研，收集現(xiàn)場(chǎng)資料，或查閱技術(shù)資料，以便了解與設(shè)計(jì)任務(wù)有關(guān)的典型裝置的工藝流程主體設(shè)備結(jié)

28、構(gòu)附屬設(shè)備及測(cè)量控制儀表的裝配情況等，為后面的設(shè)計(jì)工作做好準(zhǔn)備。</p><p>　　2.確定設(shè)計(jì)方案，繪制工藝流程圖。</p><p>　　3.進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　4進(jìn)行設(shè)備的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制主體設(shè)備的總裝配圖。</p><p>　　5.進(jìn)行附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算和選型。</p><p>　　6.編

29、寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　1.1精餾操作對(duì)設(shè)備的要求</p><p>　　精餾所進(jìn)行的是氣(汽)、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣(汽)、液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣(汽)、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。但是，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備下列各種基本要求：<

30、/p><p>　?、?氣(汽)、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。</p><p>　?、?操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣(汽)、液負(fù)荷有較大范圍的變動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長(zhǎng)期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。</p><p>　　⑶ 流體流動(dòng)的阻力小，即流體流經(jīng)塔設(shè)備的壓力降小，這將大大節(jié)省動(dòng)力消

31、耗，從而降低操作費(fèi)用。對(duì)于減壓精餾操作，過(guò)大的壓力降還將使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。</p><p>　　⑷ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料耗用量小，制造和安裝容易。</p><p>　　⑸ 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。</p><p>　　⑹ 塔內(nèi)的滯留量要小。</p><p>　　實(shí)際上，任何塔設(shè)備都難以滿足上述所有要

32、求，況且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進(jìn)行選型。</p><p><b>　　1.2 體系介紹</b></p><p>　　常壓下甲醇與水的二元溶液就屬正偏差溶液。由于對(duì)于一定的x值，其兩組分的蒸汽壓均比理想溶液計(jì)算的值偏高，必然泡點(diǎn)比理想溶液的低，在t-x-y圖中其泡點(diǎn)線除兩端點(diǎn)外均下移，使

33、泡點(diǎn)線與露點(diǎn)線之間的間距增大，亦即使a增大。</p><p>　　甲醇－水體系汽液平衡數(shù)據(jù) (101.325kPa)：參考課程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　備注：</b></p><p>　　，算得常壓下不同溫度時(shí)甲醇對(duì)水的相對(duì)揮發(fā)度。</p><p>　　常壓下甲醇-水物系的t-x-y圖與y-x圖如下圖所示：&

34、lt;/p><p><b>　　1.3板式塔類型</b></p><p>　　氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔。板式塔為逐級(jí)接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動(dòng)舌形塔和浮動(dòng)噴射塔等多種。板式塔在工業(yè)上最早使用的是泡罩塔(1813年)、篩板

35、塔(1832年)，其后，特別是在本世紀(jì)五十年代以后，隨著石油、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了大批新型塔板，如S型板、浮閥塔板、多降液管篩板、舌形塔板、穿流式波紋塔板、浮動(dòng)噴射塔板及角鋼塔板等。目前從國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用情況看，主要的塔板類型為浮閥塔、篩板塔及泡罩塔，而前兩者使用尤為廣泛。 </p><p><b>　　1.3.1泡罩塔</b></p><p>　　泡罩塔

36、板是工業(yè)上應(yīng)用最早的塔板，其主要原件為升氣管及泡罩。泡罩安裝在升氣管的頂部，</p><p>　　分圓形和條形兩種，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是圓形泡罩。泡罩尺寸分為、、三種，可根據(jù)塔徑的大小選擇。通常塔徑小于1000mm，選用的泡罩；塔徑大于2000mm，選用的泡罩。</p><p>　　泡罩篩板的主要優(yōu)點(diǎn)是操作彈性較大，液汽范圍大，不易堵塞，適于處理各種物料，操作穩(wěn)定可靠。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高

37、；板上液層厚，塔板壓降大，生產(chǎn)能力及板效率較低。近年來(lái)，泡罩塔板已逐漸被篩板、浮閥塔板所取代。在設(shè)計(jì)中除特殊需要（如分離黏度大、易結(jié)焦等物系）外一般不宜選用。</p><p><b>　　1.3.2 篩板塔</b></p><p>　　篩孔塔板簡(jiǎn)稱篩板，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為塔板上開(kāi)有許多均勻的小孔。根據(jù)孔徑的大小分為小孔徑篩板（孔徑為3到8mm）和大孔徑篩板（孔徑為10到25m

38、m）兩類。工業(yè)應(yīng)用中以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場(chǎng)合（如分離黏度大、易結(jié)焦的物系）。</p><p>　　篩板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力大；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率高。其缺點(diǎn)是篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦，黏度大的物料。</p><p>　　應(yīng)予指出，盡管篩板傳質(zhì)效率高，但若設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，使得操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降，故過(guò)去工業(yè)

39、上應(yīng)用較為謹(jǐn)慎。近年來(lái)，由于設(shè)計(jì)和控制水平的不斷提高，可使篩板的操作非常精確，彌補(bǔ)了上述不足，故應(yīng)用日趨廣泛。在確保精確設(shè)計(jì)和采用先進(jìn)控制手段的前提下，設(shè)計(jì)中可大膽選用。</p><p><b>　　1.3.3浮閥塔</b></p><p>　　浮閥塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它吸收了兩種塔板的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一

40、個(gè)可以上下浮動(dòng)的閥片。氣流從浮閥周邊水平的進(jìn)入塔板上液層，浮閥可根據(jù)氣流流量的大小而上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。浮閥的類型很多，國(guó)內(nèi)常用的有F1型、V-4型及T型等，其中以F1型浮閥應(yīng)用最為普遍。</p><p>　　浮閥塔板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、造價(jià)低；塔板開(kāi)孔率大，生產(chǎn)能力大；由于閥片可隨氣量變化自由升降，故操作彈性大；因上升氣流水平吹入液層，氣液接觸時(shí)間較長(zhǎng)，故塔板效率較高。其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦、高黏度的物料時(shí)

41、，閥片易于塔板粘結(jié)；在操作過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。</p><p>　　應(yīng)予指出以上介紹的僅是幾種較為典型的浮閥形式。由于浮閥具有生產(chǎn)能力大，操作彈性大及塔板效率高等優(yōu)點(diǎn)，且加工方便，故有關(guān)浮閥塔板的研究開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)較其他形式的塔板廣泛，是目前新型塔板研究開(kāi)發(fā)的主要方向。近年來(lái)研究開(kāi)發(fā)出的新型浮閥有船型浮閥、管型浮閥、梯形浮閥、雙層浮閥、V-V浮閥、混合浮閥等，其共同的特點(diǎn)是加強(qiáng)

42、了流體的導(dǎo)向作用和氣體的分散作用，使氣液兩相的流動(dòng)更趨于合理，操作彈性和塔板效率得到進(jìn)一步的提高。但應(yīng)指出，在工業(yè)應(yīng)用中，目前還多采用F1型浮閥，其原因是F1型浮閥已有系列化標(biāo)準(zhǔn)，各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)完善，便于設(shè)計(jì)和對(duì)比。而采用新型浮閥，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不夠完善，給設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難，但隨著新型浮閥性能測(cè)定數(shù)據(jù)的不斷發(fā)表及工業(yè)應(yīng)用的增加，其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)會(huì)不斷完善，在較完善的性能數(shù)據(jù)下，設(shè)計(jì)中可選用新型浮閥。</p><p><

43、b>　　1.4 設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)條件：</b></p><p>　　體系：甲醇-水體系 </p><p>　　已知：進(jìn)料量F=240 kmol/h</p><p>　　進(jìn)料濃度= 0.15（摩爾分?jǐn)?shù)）</p><p>　　進(jìn)料狀態(tài)：q＝ 1

44、 </p><p>　　操作條件：塔頂壓強(qiáng)為4 kPa(表壓)，單板壓降不大于0.7kPa。</p><p>　　塔頂冷凝水采用深井水，溫度t＝12℃；</p><p>　　塔釜加熱方式：間接蒸汽加熱</p><p>　　全塔效率ET = 52%</p><p>　　分離要求： = 0.995 ；= 0.002 ；回流

45、比/ =1.6 。</p><p>　　1.5精餾塔的設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝要求，確定設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝要求，選擇塔板類型；</p><p>　　確定塔徑、塔高等工藝尺寸</p><p>　　進(jìn)行塔板的設(shè)計(jì)，包括溢流裝置的設(shè)計(jì)塔板的布置升氣道（泡罩篩孔或浮閥等）

46、的設(shè)計(jì)及排列；</p><p><b>　　進(jìn)行流體力學(xué)驗(yàn)算；</b></p><p>　　繪制塔板的負(fù)荷性能圖；</p><p>　　根據(jù)負(fù)荷性能圖，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，若設(shè)計(jì)不夠理想，可對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，重復(fù)上述設(shè)計(jì)過(guò)程，一直到滿意為止。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案的確定</b><

47、/p><p>　　2.1操作條件的確定</p><p>　　2.1.1 操作壓力</p><p>　　塔的操作壓力的選擇實(shí)際上是塔頂和塔底溫度的選取問(wèn)題。在塔頂產(chǎn)品的組成確定以后，塔頂?shù)臏囟群蛪毫χ荒苓x定一項(xiàng)。</p><p>　　2.1.2 進(jìn)料狀態(tài)</p><p>　　若進(jìn)塔原料為過(guò)冷液體，q值大，則熱量主要由塔釜輸入

48、，必要求蒸餾釜的傳熱面積大，設(shè)備體積大，此外，因提餾段氣液流量大，提餾段塔徑要加大。于是，冷液進(jìn)塔雖可減少理論塔板數(shù)，使塔高降低，但蒸餾釜及提餾段塔徑增大，亦有不利之處。泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，塔的操作易于控制，不受環(huán)境影響。此外，泡點(diǎn)進(jìn)料，提餾段和精餾段塔徑大致相同，在設(shè)備制造上比較方便。所以根據(jù)設(shè)計(jì)要求，泡點(diǎn)進(jìn)料，q＝1。</p><p>　　2.1.3 加熱方式</p><p>　　精餾塔的設(shè)計(jì)

49、中多在塔底加一個(gè)再沸器以采用間接蒸汽加熱以保證塔內(nèi)有足夠的熱量供應(yīng)；由于甲醇-水體系中，甲醇是輕組分由塔頂冷凝器冷凝得到，水為重組分由塔底排出。所以本設(shè)計(jì)應(yīng)采用再沸器提供熱量，采用3kgf/cm2（溫度130℃）間接水蒸汽加熱。</p><p>　　2.1.4 冷卻劑與出口溫度</p><p>　　采用深井水，入口溫度t＝12℃，由于水的出口溫度一般不能超過(guò)50℃左右，否則溶解于水中的無(wú)機(jī)

50、鹽將會(huì)析出，在傳熱壁面上形成污垢而影響傳熱效果。同時(shí)考慮到塔頂產(chǎn)品與冷卻劑之間必須保持10到20℃的傳熱溫差，取冷卻劑出口溫度為30℃</p><p>　　2.1.5 回流比（R）的選擇</p><p>　　實(shí)際操作的必須大于，但并無(wú)上限限制。選定操作時(shí)應(yīng)考慮，隨選值的增大，塔板數(shù)減少，設(shè)備投資減少，但因塔內(nèi)氣、液流量L，V，L’，V’增加，勢(shì)必使蒸餾釜加熱量及冷凝器冷卻量增大，耗能增大，

51、即操作費(fèi)用增大。若值過(guò)大，即氣液流量過(guò)大，則要求塔徑增大，設(shè)備投資也隨之有所增大。其設(shè)備投資操作費(fèi)用與回流比之間的關(guān)系如下圖所示。總費(fèi)用最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值稱為</p><p>　　最佳回流比。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算確定最佳值，常</p><p>　　用的適宜R值范圍為：＝（1.2～2）。本設(shè)計(jì)考慮以上</p><p>　　原則選用：＝1.6。</p>&

52、lt;p>　　2.1.6熱能的利用</p><p>　　精餾過(guò)程的熱效率很低，進(jìn)入再沸器的能量的95%以上被塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)帶走，僅約5%的能量被有效地利用。采用熱泵技術(shù)可使塔頂蒸氣溫度提高，提高了溫度的蒸氣再用于加熱釜液，使釜液蒸發(fā)的同時(shí)，塔頂蒸氣冷凝。該方法不僅可節(jié)省大量的加熱蒸汽，而且還節(jié)省了大量的冷卻介質(zhì)。當(dāng)然，塔頂蒸氣可用作低溫系統(tǒng)的熱源，或通入廢熱鍋爐產(chǎn)生低壓蒸汽，供別處使用。在考慮充分利用

53、熱能的同時(shí)，還應(yīng)考慮到所需增加設(shè)備的投資和由此給精餾操作帶來(lái)的影響。</p><p>　　2.2 確定設(shè)計(jì)方案的原則</p><p>　　總的原則是盡可能多地采用先進(jìn)的技術(shù)，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低能耗的原則，具體考慮以下幾點(diǎn)。⑴滿足工藝和操作的要求    所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備能保證得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。由于工業(yè)上原料的濃

54、度、溫度經(jīng)常有變化，因此設(shè)計(jì)的流程與設(shè)備需要一定的操作彈性，可方便地進(jìn)行流量和傳熱量的調(diào)節(jié)。設(shè)置必需的儀表并安裝在適宜部位，以便能通過(guò)這些儀表來(lái)觀測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程。⑵滿足經(jīng)濟(jì)上的要求     要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費(fèi)用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節(jié)省蒸汽和冷卻介質(zhì)的消耗，也能節(jié)省電的消耗?；亓鞅葘?duì)操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用均有很大的影響，因此必須選擇合適的回流比。冷卻水的節(jié)省也對(duì)

55、操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用有影響，減少冷卻水用量，操作費(fèi)用下降，但所需傳熱設(shè)備面積增加，設(shè)備費(fèi)用增加。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些。⑶保證生產(chǎn)安全   生產(chǎn)中應(yīng)防止物料的泄露，生產(chǎn)和使用易燃物料車間的電器均應(yīng)為防爆產(chǎn)品。塔體大都安裝在室外，為能抵抗大自然的破壞，塔設(shè)備應(yīng)具有一定剛度和強(qiáng)度。</p><p>　　第三節(jié) 板式精餾塔的工藝計(jì)算</p><p>　

56、　1．理論塔板數(shù)的計(jì)算與實(shí)際板數(shù)的確定</p><p>　　1.1 理論板數(shù)計(jì)算</p><p>　　1.1.1 物料衡算</p><p>　　質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換：</p><p>　　已知進(jìn)料量，進(jìn)料組成，進(jìn)料</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求： </b></p><

57、p>　　衡算方程 ： </p><p>　　1.1.2 q線方程</p><p>　　讀圖可知平衡線和q線交點(diǎn)為</p><p>　　1.1.3 Rmin和R的確定</p><p>　　1.1.4 精餾段操作線方程的確定</p><p><b>　　精餾段操作線方程：</b&g

58、t;</p><p>　　1.1.5精餾段和提餾段氣液流量的確定</p><p>　　已知 D＝36.09kmol/h R＝2.05</p><p>　　精餾段：L＝RD＝73.985kmol/h</p><p>　　V＝（R＋1）D＝110.0745kmol/h</p><p>　　提餾段：L’＝L＋qF＝73.9

59、85+240=313.985kmol/h</p><p>　　V’＝V－（1－q）F＝V＝110.0745kmol/h</p><p>　　1.1.6提餾段操作線方程的確定</p><p><b>　　提餾段操作線方程：</b></p><p>　　1.1.7 逐板計(jì)算法</p><p>　　逐板

60、計(jì)算法,就是從塔頂或塔底出發(fā),交替使用相平衡方程和操作線方程,逐板計(jì)算各理論板的氣、液相組成,直到達(dá)到規(guī)定的分離要求為止。每利用一次相平衡關(guān)系就算做一塊理論塔板，利用相平衡關(guān)系的總次數(shù)就是所需的總理論板數(shù)。</p><p>　　根據(jù)已知條件編寫逐板計(jì)算程序，利用MATLAB程序進(jìn)行求解，運(yùn)行可得如下結(jié)果：</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果</b></p>

61、;<p>　　精餾段理論塔板數(shù)為：9(塊)</p><p>　　提餾段理論塔板數(shù)為：5.925611e+000(塊)</p><p>　　共需理論塔板數(shù)為：1.492561e+001(塊)</p><p>　　由上往下，各塔板上的液相組成：</p><p><b>　　a =</b></p>

62、<p>　　Columns 1 through 11</p><p>　　0.9790 0.9594 0.9280 0.8779 0.8001 0.6838 0.5118 0.3054 0.1592 0.1057 0.0586</p><p>　　Columns 12 through 15</p><

63、p>　　0.0259 0.0098 0.0033 0.0009</p><p>　　由上往下，各塔板上的氣相組成：</p><p><b>　　b =</b></p><p>　　Columns 1 through 11</p><p>　　0.9911 0.9829 0.9698

64、 0.9487 0.9150 0.8627 0.7845 0.6690 0.5303 0.4320 0.2995</p><p>　　Columns 12 through 15</p><p>　　0.1652 0.0717 0.0259 0.0075</p><p>　　操作線上的點(diǎn)平衡線上的

65、點(diǎn)</p><p>　?。ǎ?（）</p><p><b>　　() ()</b></p><p>　?。ǎ?（）</p><p><b>　　() ()</b></p><p>　?。ǎ?（）</p><p

66、><b>　　() ()</b></p><p>　?。ǎ?（）</p><p><b>　　() ()</b></p><p>　　（） （）</p><p><b>　　() ()</b></p><p&g

67、t;　?。ǎ?（）</p><p><b>　　() ()</b></p><p>　?。ǎ?（）</p><p><b>　　() ()</b></p><p>　　（） （）</p><p><b>　　M—T圖解法&

68、lt;/b></p><p>　　圖解法以在y-x直角坐標(biāo)中的直角階梯法最為常用。圖解法簡(jiǎn)單步驟：</p><p>　　首先在直角坐標(biāo)上作出恒壓下的y-x相平衡線和對(duì)角線。</p><p>　　在x軸上定出、、三點(diǎn)，并通過(guò)三點(diǎn)做垂線交對(duì)角線于a、e、b三點(diǎn)。</p><p>　　借助于q線，作出精餾段和提餾段的操作線。</p>

69、;<p>　　從點(diǎn)a開(kāi)始在平衡線和精餾段操作線之間做梯級(jí)，當(dāng)梯級(jí)跨過(guò)兩段操作線交點(diǎn)d時(shí)，改在相平衡線和提餾段操作線之間做梯級(jí)，直到梯級(jí)達(dá)到或跨過(guò)b點(diǎn)為止。</p><p>　　梯級(jí)在相平衡線上的頂點(diǎn)數(shù)即為所需要的理論板數(shù)。若塔頂采用分凝器，則分凝器相當(dāng)于一塊理論版，應(yīng)從總梯級(jí)數(shù)中減去1；塔底再沸器是否相當(dāng)于一塊理論板需要看再沸器的型式，一般情況下可以看做一塊理論板予以扣除。</p>&

70、lt;p>　　進(jìn)料板相當(dāng)于跨過(guò)交點(diǎn)d的梯級(jí)。</p><p>　　讀圖可知：精餾段理論板數(shù)9塊，提餾段理論板數(shù)=6塊</p><p>　　1.2實(shí)際板層數(shù)的確定(以逐板計(jì)算法為依據(jù))</p><p>　　2．精餾塔操作條件計(jì)算</p><p>　　2.1操作壓強(qiáng)的選擇</p><p>　　應(yīng)該根據(jù)處理物料的性質(zhì)，

71、兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性原則。對(duì)熱敏物料，一般采用減壓操作，可使相對(duì)揮發(fā)度增大，利于分離，但壓力減小，導(dǎo)致塔徑增加，要使用抽空設(shè)備。對(duì)于物性無(wú)特殊要求的采用常壓操作。</p><p><b>　　塔頂壓力 </b></p><p><b>　　單板壓降</b></p><p><b>　　進(jìn)料板壓力&l

72、t;/b></p><p><b>　　塔底壓力</b></p><p><b>　　精餾段平均壓力</b></p><p><b>　　提餾段平均壓力</b></p><p>　　2.2操作溫度的計(jì)算</p><p><b>　　泡點(diǎn)進(jìn)

73、料： </b></p><p>　　通過(guò)“t-x-y”圖查得：</p><p><b>　　進(jìn)料板溫度℃</b></p><p><b>　　塔頂溫度： ℃</b></p><p><b>　　塔底溫度： ℃</b></p><p><

74、b>　　精餾段平均溫度℃</b></p><p><b>　　提餾段平均溫度℃</b></p><p>　　2.3塔內(nèi)物料平均分子量、張力、流量及密度的計(jì)算</p><p>　　2.3.1 密度及流量</p><p><b>　　設(shè)甲醇為a，水為b</b></p>&

75、lt;p>　　甲醇分子量為：32.04kg/kmol ()　　　</p><p>　　水的分子量為：18.01 kg/kmol ()　　　</p><p><b>　?、?、精餾段</b></p><p>　　精餾段平均溫度74.6℃</p><p>　　查t-x-y圖得 xa＝0.435，ya＝0.748</

76、p><p>　　查表得：= 738.2(按飽和液體計(jì))，</p><p><b>　　液相平均分子量：</b></p><p><b>　　氣相平均分子量：</b></p><p><b>　　液相密度： </b></p><p>　　氣相密度：（氣相視為理

77、想氣體）</p><p><b>　　液相流量： </b></p><p><b>　　氣相流量： </b></p><p><b>　?、颉⑻狃s段</b></p><p>　　提餾段平均溫度：91.7℃</p><p><b>　　查t-x-

78、y圖得</b></p><p><b>　　液相平均分子量：</b></p><p><b>　　氣相平均分子量：</b></p><p><b>　　液相密度：</b></p><p>　　氣相密度：（氣相視為理想氣體）</p><p>&

79、lt;b>　　液相流量： </b></p><p><b>　　氣相流量： </b></p><p>　　2.3.2液相表面張力的確定：</p><p>　　查《化工原理》附錄2水的物理性質(zhì)及附錄9有機(jī)液體的表面張力共線圖知：</p><p><b>　　塔頂液相表面張力</b>&

80、lt;/p><p><b>　　℃, </b></p><p><b>　　進(jìn)料板液相表面張力</b></p><p><b>　　℃, </b></p><p><b>　　塔底液相表面張力</b></p><p><b&g

81、t;　　℃，</b></p><p>　　精餾段平均液相表面張力</p><p>　　提餾段平均液相表面張力</p><p>　　全塔平均液相表面張力</p><p>　　2.3.3 液體平均粘度計(jì)算</p><p><b>　　塔頂液體粘度:</b></p><p

82、><b>　　℃,</b></p><p><b>　　進(jìn)料板液體粘度:</b></p><p><b>　　℃,</b></p><p><b>　　塔釜液體粘度:</b></p><p><b>　　℃,</b></p

83、><p><b>　　精餾段平均液相粘度</b></p><p><b>　　提餾段平均液相粘度</b></p><p><b>　　全塔平均液相粘度</b></p><p><b>　　3． 塔徑的確定</b></p><p><

84、;b>　　3.1精餾段</b></p><p><b>　　設(shè) </b></p><p><b>　　0.021</b></p><p><b>　　由圖12-41得到</b></p><p><b>　　0.146</b></p

85、><p><b>　　允許有效空塔速度</b></p><p>　　取安全系數(shù)為0.6, 0.6=2.3m/s</p><p>　　圓整取塔徑為1.0m</p><p><b>　　實(shí)際空塔氣速</b></p><p><b>　　即</b></p&

86、gt;<p>　　初步核算：霧沫夾帶：</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　查圖可知</b></p><p>　　0.05668m2 </p><p><b>　　液層上部的氣體速度</b></p><p>

87、;<b>　　，</b></p><p><b>　　停留時(shí)間：</b></p><p>　　自以上兩項(xiàng)核算初步認(rèn)為塔徑取1.0m是合適的。</p><p><b>　　3.2提餾段</b></p><p>　　設(shè) =0.45m,=0.06m</p><p&

88、gt;<b>　　0.075</b></p><p>　　由圖12-41得到0.008</p><p><b>　　0.098</b></p><p><b>　　允許有效空塔速度</b></p><p>　　0.6=1.9m/s</p><p>　　取

89、塔徑為1.0m，實(shí)際空塔氣速</p><p><b>　　即</b></p><p>　　初步核算：霧沫夾帶：</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　查圖可知</b></p><p>　　0.05668m2 </p&

90、gt;<p><b>　　液層上部的氣體速度</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　停留時(shí)間：</b></p><p>　　自以上兩項(xiàng)核算初步認(rèn)為塔徑取1.0m是合適的。</p><p><b>　　4.塔有效高度

91、</b></p><p><b>　　精餾段有效高度 </b></p><p><b>　　提餾段有效高度</b></p><p>　　從塔頂開(kāi)始每隔7塊板開(kāi)一個(gè)人孔，其直徑為0.6米,開(kāi)人孔的兩塊板間距取0.7米</p><p>　　所以應(yīng)多加高(0.7-0.6)×[18/7

92、]+（0.7-0.45）（12/7）=0.514m</p><p>　　Z=++1.4=10.2+4.95+0.514=15.7m</p><p><b>　　5.整體塔高</b></p><p><b>　　(1)塔頂空間HD</b></p><p>　　取HD=1.6=0.96m加一人孔0.6米

93、,共為1.56m</p><p><b>　　(2)塔底空間</b></p><p>　　塔底儲(chǔ)液高度依停留4min而定</p><p>　　取塔底液面至最下層塔板之間的距離為1m，中間開(kāi)一直徑為0.6米的人孔 1+0.5360=1.5360m</p><p><b>　　(3)整體塔高 </b>

94、</p><p>　　6.塔板主要工藝參數(shù)確定</p><p><b>　　精餾塔：已知條件：</b></p><p>　　T=74.6℃ P=111.6kPa </p><p>　　=0.7922 =0.0006025 </p><p>　　=1.1 =822.

95、4</p><p>　　36.34mN/m =0.328mPa/ s</p><p><b>　　提餾段：已知條件：</b></p><p>　　T=91.7℃ P=122.8kPa </p><p>　　=0.7571 =0.0017531 </p><p>　　

96、=0.889 =934.328</p><p>　　56.91mN/m =0.303mPa/ s</p><p><b>　　6.1溢流裝置</b></p><p>　　單溢流又稱直徑流。液體自受液盤橫向流過(guò)塔板至溢流堰。此種溢流方式液體流徑較長(zhǎng)，塔板效率較高，塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，在直徑小于2.2m的塔中被廣泛使用。</p&g

97、t;<p>　　選用單溢流弓形管降液管，不設(shè)進(jìn)口堰,采用凹形受液盤。</p><p><b>　　6.1.1堰長(zhǎng)lw</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　堰長(zhǎng)</b></p><p><b>　　0.66m&

98、lt;/b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　堰長(zhǎng)</b></p><p><b>　　0.66m</b></p><p>　　6.1.2出口堰高h(yuǎn)w</p><p><b>　　精餾段：<

99、/b></p><p><b>　　求</b></p><p>　　由圖12-48查得E=1.03</p><p><b>　　0.0065m</b></p><p>　　應(yīng)大于6mm，不宜大于70mm。</p><p><b>　　求</b>&l

100、t;/p><p><b>　　前面已假設(shè)： </b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　取為0.05。</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　求&l

101、t;/b></p><p>　　由圖12-48查得E=1.04</p><p><b>　　0.0133m</b></p><p><b>　　求</b></p><p><b>　　前面已假設(shè)： </b></p><p><b>　　故

102、</b></p><p><b>　　取為0.05。</b></p><p>　　6.1.3弓形降液管寬度Wd和面積Af</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　求液面梯降</b></p><p><b

103、>　　由圖12-46得=</b></p><p><b>　　內(nèi)外堰間距離</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　查圖可知</b></p><p>　　0.05668m2 </p><p><

104、;b>　　液層上部的氣體速度</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　停留時(shí)間：</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　求液面梯降</b></p>

105、<p><b>　　由圖12-46得=</b></p><p><b>　　內(nèi)外堰間距離</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　查圖可知</b></p><p>　　0.05668m2 </p&g

106、t;<p><b>　　液層上部的氣體速度</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　停留時(shí)間：</b></p><p>　　6.1.4降液管底隙高度</p><p>　　降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，以表示<

107、/p><p>　　降液管底隙高度應(yīng)低于出口堰高，才能保證降液管底端有良好的液封，一般不應(yīng)低于6mm。即=-0.006</p><p><b>　　也可按下式計(jì)算：</b></p><p>　　式中-液體通過(guò)底隙時(shí)的流速，m/s。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取=（0.07，0.25）m/s。</p>&l

108、t;p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　取=12mm</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　取=0.1m/s，得=26mm</p><p>　　6.2塔板布置及篩孔數(shù)目與排列</p><p&

109、gt;　　6.2.1塔板的分塊</p><p>　　D≥800mm，故塔板采用分層，查表塔板分為3塊。</p><p>　　6.2.2邊緣區(qū)寬度確定</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　查表10-33弓形寬度與面積 取0.07m,0.05m。</p><p><

110、b>　　提餾段：</b></p><p>　　查表10-33弓形寬度與面積 取0.07m,0.05m。</p><p>　　6.2.3開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算 篩孔計(jì)算及其排列</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　取</b></p><

111、;p><b>　　則t=12mm</b></p><p>　　對(duì)單溢流型塔板，開(kāi)孔區(qū)面積可用下式計(jì)算，即</p><p>　　查表10-33弓形寬度與面積 取0.07m,0.05m。</p><p><b>　　0.306m</b></p><p><b>　　0.45m</b

112、></p><p>　　0.306/0.45=0.68</p><p><b>　　得 0.5046 </b></p><p>　　篩孔按正三角形排列，篩孔數(shù)目</p><p><b>　　開(kāi)孔率為</b></p><p>　　氣體通過(guò)閥孔的氣速為</p>

113、<p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　則t=12mm</b></p><p>　　對(duì)單溢流型塔板，開(kāi)孔區(qū)面積可用下式計(jì)算，即</p><p>　　查表10-33弓形寬度與面積 取0.07m,0.05

114、m。</p><p><b>　　0.306m</b></p><p><b>　　0.45m</b></p><p>　　0.306/0.45=0.68</p><p><b>　　得 0.5046</b></p><p>　　篩孔按正三角形排列，篩孔

115、數(shù)目</p><p><b>　　開(kāi)孔率為</b></p><p>　　氣體通過(guò)閥孔的氣速為</p><p><b>　　7.篩板的力學(xué)檢驗(yàn)</b></p><p><b>　　7.1塔板壓降</b></p><p>　　7.1.1干板阻力計(jì)算</

116、p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　甲醇-水體系無(wú)腐蝕性，可選用碳鋼板</p><p>　　取，由圖12-58得</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　取，由圖12-58得</p><p>　　7.1.

117、2液體表面張力的阻力計(jì)算計(jì)算</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　表面張力壓頭</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　表面張力壓頭</b></p><p&

118、gt;　　7.1.3氣體通過(guò)每層塔板的液柱高</p><p><b>　　精餾段：</b></p><p>　　由圖12-59得液層的有效阻力0.046m液柱</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p

119、>　　由圖12-59得液層的有效阻力0.05m液柱</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　7.2 液面落差</b></p><p>　　對(duì)于D1.6m的篩板，液面落差可以忽略不計(jì)。</p><p><b>　　7.3液沫夾帶</b></

120、p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　0.0025</b></p><p><b>　　，符合要求。</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　，符合要求

121、。</b></p><p><b>　　7.4漏液</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　下限氣速</b></p><p><b>　　K=</b></p><p>　　即按漏

122、液氣速考慮的負(fù)荷下限為設(shè)計(jì)負(fù)荷值的59.5%。</p><p>　　K值應(yīng)大于1，宜在1.5及2.0之間，塔的操作可有較大彈性。</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　下限氣速</b></p><p><b>　　K=</b></p&g

123、t;<p>　　即按漏液氣速考慮的負(fù)荷下限為設(shè)計(jì)負(fù)荷值的66%。</p><p>　　K值應(yīng)大于1，宜在1.5及2.0之間，塔的操作可有較大彈性。</p><p><b>　　7.5液泛</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　降液管

124、內(nèi)液面高度 </b></p><p>　　=0.0565+0.0008854+0.0741=0.131486m液柱</p><p>　　為了防止液泛現(xiàn)象，應(yīng)使 </p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　故不可能產(chǎn)生降液管內(nèi)液泛。</p><p><b>

125、;　　提餾段：</b></p><p><b>　　降液管內(nèi)液面高度 </b></p><p>　　=0.0633+0.001597+0.07154=0.136437m液柱</p><p>　　為了防止液泛現(xiàn)象，應(yīng)使 </p><p><b>　　式中 </b></p>&

126、lt;p>　　故不可能產(chǎn)生降液管內(nèi)液泛。</p><p><b>　　8.塔板負(fù)荷性能圖</b></p><p><b>　　8.1漏液線</b></p><p><b>　　下限氣速</b></p><p><b>　　得</b></p>

127、;<p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　得=</b></p><p><b>　　提餾段：</b></p><p><b>　　=</b></p&

128、gt;<p><b>　　得=</b></p><p><b>　　8.2液沫夾帶線</b></p><p>　　以kg液/kg汽為限求-關(guān)系：</p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p

129、><p>　　0.125+2.266</p><p><b>　　提餾段：</b></p><p>　　0.125+2.288</p><p>　　8.3液相負(fù)荷下限線</p><p>　　對(duì)于平流堰，取堰上液層高度how=0.006m作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)，由式計(jì)算</p><p&

130、gt;　　整理得 精餾段 提餾段 </p><p><b>　　精餾段 </b></p><p><b>　　提餾段 </b></p><p>　　8.4液相負(fù)荷上限線</p><p>　　以=5s作為液體在降液管中停留的下限</p><p><b>　　故&l

131、t;/b></p><p><b>　　精餾段： </b></p><p><b>　　提餾段： </b></p><p><b>　　8.5液泛線</b></p><p><b>　　由，，，</b></p><p>&l

132、t;b>　　得</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　精餾段：</b></p><p><b>　　精餾段</b></p><p><b>　　所以精餾段： </b></p><

133、p><b>　　提餾段： </b></p><p><b>　　提餾段</b></p><p><b>　　所以提餾段： </b></p><p><b>　　8.6操作彈性</b></p><p><b>　　由圖，</b>&

134、lt;/p><p>　　故精餾段操作彈性為 /=3.4 </p><p><b>　　由圖，</b></p><p>　　故提餾段操作彈性為/=3.43 </p><p>　　精餾段提餾段操作彈性均大于3小于5,符合要求。</p><p>　　9. 輔助設(shè)備及零件設(shè)計(jì)</p&

135、gt;<p>　　9.1塔頂冷凝器（固定管板式換熱器）</p><p>　　甲醇-水走殼程，冷凝水走管程，采用逆流形式</p><p>　　9.1.1估計(jì)換熱面積</p><p>　?、伲状?水冷凝蒸汽的數(shù)據(jù)</p><p>　　tD=64.7℃ 冷凝蒸汽量：</p><p>　　壓力105.3KPa

136、溫度64.7℃ 甲醇冷凝潛熱.,r=1100.18KJ/kg </p><p>　?、冢淠紲貫?2℃，取冷凝器出口水溫為20℃，在平均溫度</p><p>　　物性數(shù)據(jù)如下（甲醇在膜溫40.3℃下，水在平均溫度16℃下）</p><p>　?、踑. 設(shè)備的熱參數(shù)：</p><p><b>　　b．冷卻水的流量：</b

137、></p><p><b>　　c．平均溫度差：</b></p><p>　　根據(jù)“傳熱系數(shù)K估計(jì)表”取K=1100W/(m2.℃)</p><p>　　傳熱面積的估計(jì)值為：</p><p>　　將此面積作為公稱面積，在化工原理附錄中選擇換熱器，并列出所選擇的換熱器參數(shù)。</p><p>　

138、　按上列數(shù)據(jù)核算管程、殼程的流速及Re:</p><p><b>　?。ㄒ唬┕艹?lt;/b></p><p><b>　　流通截面積：</b></p><p><b>　　管內(nèi)水的流速</b></p><p><b>　　（二）殼程</b></p>

139、<p><b>　　單程按正三角形排列</b></p><p><b>　　取管心距</b></p><p>　　橫過(guò)管束中心線的管數(shù)</p><p><b>　　取=11</b></p><p><b>　　流通截面積：</b></p

140、><p><b>　　殼內(nèi)甲醇-水流速 </b></p><p><b>　　當(dāng)量直徑 </b></p><p>　　9.1.2計(jì)算流體阻力</p><p><b>　　管程流體阻力</b></p><p>　　—結(jié)垢校正系數(shù)，無(wú)因次。的換熱管取1.4<