化工原理课程设计苯-甲苯二元物系板式精馏塔的设计

⑦液泛为防止塔内发生液泛，降液管内液层高应服从公式的关系取，则且，板上不设进口堰，可由式计算，即由于，故在本设计中不发生液泛现象。根据以上塔板的各项液体力学验算，可认为精馏段塔径及各项工艺尺寸是适合的。6.2.4塔板负荷性能图精馏段塔板负荷性计算（1）漏液线由，，得整理得在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表15。表150.00060.00150.00300.00450.13400.14700.16370.1776由上表15数据即可作出漏液线1。（2）液沫夹带线以为限，求关系如下：由故整理得在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表16表160.00060.00150.00300.00450.3000.2780.2500.226由上表16数据即可作出液沫夹带线2。（3）液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度作为最小液体负荷标准。由公式得取,则整理得,据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3。（4）液相负荷上限线以作为液体在降液管中停留时间的下限，由得据此可作出与气体流量元关的垂直液相负荷上限线4。（5）液泛线令由联立得忽略，将与，与，与的关系式代人上式，并整理得式中将有关的数据代入，得故或在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表17。表170.00060.00150.00300.00450.3160.2990.2650.219由上表17数据即可作出液泛线5。根据以上各线方程，可作出精馏段筛板塔的负荷性能图，如图18所示。在负荷性能图上，作出操作点P，连接OP，即作出操作线。由图可看出，该筛板的操作上限为液泛控制，下限为漏液控制。由上图18可求得：故操作弹性为112P543Vs,m3/sLs，m2P543Vs,m3/sLs，m3/s411-漏液线2-液沫夹带线3-液相负荷下限线4-液相负荷上限线5-液泛线图18精馏段筛板负荷性能图提馏段塔板负荷性计算（1）漏液线由，得整理得在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表19表190.00060.00150.00300.00450.10290.11280.12570.1364由上表19数据即可作出漏液线1。（2）液沫夹带线以为限，求关系如下：由，故整理得在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表20表200.00060.00150.00300.00450.3000.2780.2500.226由上表20数据即可作出液沫夹带线2。（3）液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度作为最小液体负荷标准。由公式得取,则整理得,据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3。（4）液相负荷上限线以作为液体在降液管中停留时间的下限，由得据此可作出与气体流量元关的垂直液相负荷上限线4。（5）液泛线令由联立得忽略，将与，与，与的关系式代人上式，并整理得式中将有关的数据代入，得故或在操作范围内，任取几个值，依上式计算出值，计算结果列于下表21表210.00060.00150.00300.00450.3050.2880.2560.212由上表21数据即可作出液泛线5。根据以上各线方程，可作出提馏段筛板塔的负荷性能图，如图22所示。P21345Ls，m3/sVs,m3/s2P21345Ls，m3/sVs,m3/s213漏液线液沫夹带线液相负荷下限线液相负荷上限线液泛线45图22提馏段筛板负荷性能图在负荷性能图上，作出操作点P，连接OP，即作出操作线。由图可看出，该筛板的操作上限为液沫夹带控制，下限为漏液控制。由上图查得故操作弹性为6.2.5塔的辅助设备及附件的计算与选型接管管径计算与选型（1）进料管计算为了维检修方便进料管应采用带外套管的可拆结构。料液质量流速体积流速取管内流速为所以，进料管管径为由上述数据，查标准化参数[15]可得，原料进口管管径选取为（DN=80mm）的无缝钢管。法兰选取公称压力为，公称直径为的带颈平焊钢制管法兰。（2）塔顶回流管管径计算同上，取管内流速为回流液质量流量体积流速所以，回流管管径由上，塔顶回流管选的无缝钢管。法兰选取公称压力为，公称直径为的带颈平焊钢制管法兰。（3）塔顶蒸气出口管径计算蒸气出口管的允许气速应不产生过大的压降，其值可下表表23蒸气出口管中允许气速参照表操作压力（绝压）常压1400～6000Pa＞6000Pa蒸汽速度，12～2030～5050～70因，故取出口气速故由上，塔顶蒸气出口管选的无缝钢管。法兰选取公称压力为，公称直径为的带颈平焊钢制管法兰。（4）塔釜出料管径计算取，则出料液质量流速体积流速所以，塔釜出料管管径由上，塔釜出料管选的无缝钢管。法兰选取公称压力为，公称直径为的带颈平焊钢制管法兰。塔顶空间塔顶空间指塔内最上层塔板与塔顶的间距，取。塔底空间塔底空间指塔内最下层踏板与塔底的间距，其值由如下因素确定：（1）塔底液面到最下层塔板间要有1～2m的间距，本设计为1.5m。（2）塔底贮液空间依贮存液停留时间而定，停留时间一般为3～5min。本设计取塔底贮液停留时间为4s；则贮液高度△Z为：则裙座取。人孔一般每隔10～12层塔板设一人孔（安装，检修用），经常情况下每隔5～8块踏板设一人孔，人孔直径为800mm，其伸出塔体的管体长为200mm，设计3个人孔，则塔高为：6.2.6辅助设备选型选型与计算泵的计算及选型进料温度已知进料量取管内流速则故可采用GB3091-93Φ60×3.5的油泵则内径代入得取绝对粗糙度为，则相对粗糙度为摩擦系数λ由，得：扬程可选择泵为IS50—32160冷凝器塔顶温度℃冷凝水t1=20℃t2=30℃由℃查液体比汽化热共线图得又气体流量塔顶被冷凝量冷凝的热量取传热系数则传热面积冷凝水流量再沸器塔底温度℃用℃的蒸汽，由℃查液体比汽化热共线图得又气体流量密度则取传热系数，则传热面积加热蒸汽的质量流量流体流径的选择根据流体流径的选择规则以得出结论：冷凝水走管间，物料走管内，逆流操作。七结果评价精馏设计方案从整体上看，设计趋于准确，一般情况下操作安全，操作弹性也比较大，可以完成生产任务的要求，保证一定的塔效率，辅助设备充分满足要求。7.1数据要求在计算过程中，数据比较精确，大多数据经过反复验算，其中以精馏塔塔顶、塔釜、进料板及进料温度为代表的计算以及逐板求取、塔釜物料流量等重要数据的求取。7.2存在的问题在设计中，由于设计时间较短，只计算了全凝器、再沸器、部分接管。其他的辅助设备都只是估算。八设计总结课程设计对于我们是一次严峻的考验，综合检验了学过的知识，培养了我们理论联系实际的能力。帮助我们更加深入的理解了化工生产单元操作以及设计要求，使我们所学的知识不局限于书本，锻炼了我们工程设计思维能力。通过对这次化工原理的课程设计使我增长了许多实际的知识，也在大脑中确立了一个关于化工生产的一个轮廓。在本次设计中将以前学过的知识加以综合运用，不仅培养了我的自学能力，也提高了我对复杂问题的分析能力。通过这次学习与设计实践，加深了我对化工生产过程的理解和认识，而且也巩固了所学的的化工原理知识,更极大拓宽了我的知识面，让我认识了实际化工生产过程和理论的联系和差别，这对将来的毕业设计将起到重要的作用。但因自己学识有限，设计中一定有很多疏漏和错误之处，希望老师多多指教,我愿意接受你的批评与指正，并将继续努力改正。附件1设计结果一览项目符号单位计算数据精馏段提馏段各段平均压强Pm109.15118.95各段平均温度℃83.2295.27气相流量VS1.6381.551液相流量LS0.004790.00905实际塔板数N块1115板间距HTm0.600.60塔的有效高度Zm68.4塔径Dm22塔截面积AT0.3510.351空塔气速um/s0.520.494堰长m1.41.4堰高m0.0460.050堰上液层高度m0.0090.015弓形降液管截面积Af0.02630.0263弓形降液管宽度Wdm0.09060.0750降液管底隙高度hom0.00980.017板上清液层高度m0.0550.065孔径domm44孔间距tmm1212孔数n个11641164开孔率Φ10.07%10.07%开孔区面积Aam22.762.76筛孔气速m/s5.895.58塔板压降0.8060.785干板阻力m液柱0.0690.068气体通过液层阻力hlm液柱0.03080.031液体表面张力hσ0.00240.0024液体在降液管中停留时间θs44液沫夹带kg液/kg气0.010.01液相负荷上限Ls，maxm3/s0.00940.0094液相负荷下限Ls，minm3/s3.18×10-43.18×10-4气相最大负荷VS·maxm3/s0.2930.209气相最小负荷VS·minm3/s0.1330.103操作弹性K2.2061.953参考文献[1]陈敏恒,从得滋,方图南等.化工原理（下册）第三版.北京:化学工业出版社,2006.[2]陈敏恒,从得滋,方图南等.化工原理（下册）第三版.北京:化学工业出版社,2006.[3]刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册（有机卷）.北京:化学工业出版社,2002.[4]刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册（有机卷）.北京:化学工业出版社,2002.[5]陈敏恒,从得滋,方图南等.化工原理（下册）第三版.北京:化学工业出版社,2006.[6]刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册（有机卷）.北京:化学工业出版社,2002.[7]刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册（有机卷）.北京:化学工业出版社,2002.[8]刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册（有机卷）.北京:化学工业出版社,2002.[9]中国石化集团上海工程有限公司编.化工工艺设计手册（上册）.北京:化学工业出版社,2009,6.[10]王国胜.化工原理课程设计(第二版).大连理工大学出版社.2006,8.[11]贾绍义,柴诚敬.化工原理课程设计.天津:天津大学出版社.2002.[12]贾绍义,柴诚敬.化工原理课程设计.天津:天津大学出版社.2002.[13]王国胜.化工原理课程设计(第二版).大连理工大学出版社.2006,8.[14]王国胜.化工原理课程设计(第二版).大连理工大学出版社.2006,8.[15]刁玉玮,王立业,喻建良.化工设备机械基础.大连理工大学出版社.2006,12.基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于M