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前 言
精餾塔是化學(xué)工業(yè)中常用氣液傳質(zhì)設(shè)備，可進(jìn)行吸收、解吸、精餾、萃取等操作。本次設(shè)計(jì)針對(duì)乙烯——乙烷體系對(duì)篩板精餾塔進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括對(duì)其塔體、再沸器的詳細(xì)設(shè)計(jì)和對(duì)輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)及選型。設(shè)計(jì)中疏漏、不足之處請(qǐng)老師指正。
第一章 概 述
精餾操作可分離物料，獲得較高濃度產(chǎn)品。精餾操作所用設(shè)備是精餾塔及再沸器、冷凝器、儲(chǔ)罐等輔助設(shè)備。
1、 精餾塔
精餾塔是一個(gè)圓形筒體，塔內(nèi)裝有多層塔板或填料，塔頂設(shè)冷凝器，塔底設(shè)再沸器，塔中部適宜位置設(shè)進(jìn)料板。當(dāng)釜中料夜建立起適當(dāng)液位時(shí)，再沸器進(jìn)行加熱，使之部分氣化返回塔內(nèi)。氣相升至塔頂后由冷凝器冷凝，凝液全部或部分返回塔中。氣液兩相在塔板上接觸時(shí)，難揮發(fā)組分向液相中轉(zhuǎn)移，易揮發(fā)組分向氣相中轉(zhuǎn)移，該分離過(guò)程在各板上進(jìn)行，從而高度分離物料。
進(jìn)料口以上塔體稱精餾段，以下稱提餾段。塔頂、塔底分別得輕、重組分濃度高的產(chǎn)品。塔內(nèi)氣液兩相溫度、壓力自上到下逐漸增加。
本次所設(shè)計(jì)的篩板塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、塔板阻力小，缺點(diǎn)為易漏液，易堵塞，操作彈性小，但可滿足生產(chǎn)要求且效率較高。
2、 再沸器
再沸器可將塔底液體部分汽化后送回精餾塔，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行。
本設(shè)計(jì)采用立式熱虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管殼式換熱器。液體在自下而上通過(guò)換熱器管程時(shí)部分汽化，由在殼程內(nèi)的載熱體供熱。
立式熱虹吸特點(diǎn)：
▲循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。
▲結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高。
▲殼程不能機(jī)械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)。
▲塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。
冷凝器
用于將塔頂蒸汽冷凝，部分凝液回流，部分作為產(chǎn)品。常用管殼式換熱器。
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第三章 精餾塔設(shè)計(jì)
3．1設(shè)計(jì)條件
工藝條件：飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料乙烯含量(摩爾百分?jǐn)?shù))
塔頂乙烯含量，釜液乙烯含量，總板效率為0.6。
操作條件：塔頂操作壓力2.6MPa(絕)。
安裝地點(diǎn)：大連。
塔板設(shè)計(jì)位置：塔頂
塔板形式：篩板
處理量：180kmol/h
回流比系數(shù)：1.7
3.2操作方程
D=117.55kmol/h W=62.45kmol/h
相對(duì)揮發(fā)度由P-T-K圖求得為1.464
x=0.65, y=α*x/(1+(α-1)x)=0.731
R=1.7Rmin=5.436
精餾段操作方程：
提餾段操作方程：
3.3塔板數(shù)計(jì)算
編程運(yùn)算得Nt=37,第18塊板為進(jìn)料板
運(yùn)算結(jié)果為x[1]=0.985428,y[1]=0.990000
x[2]=0.979837,y[2]=0.986139
x[3]=0.973029,y[3]=0.981419
x[4]=0.964778,y[4]=0.975670
x[5]=0.954836,y[5]=0.968703
x[6]=0.942941,y[6]=0.960308
x[7]=0.928828,y[7]=0.950263
x[8]=0.912249,y[8]=0.938346
x[9]=0.892999,y[9]=0.924346
x[10]=0.870950,y[10]=0.908092
x[11]=0.846083,y[11]=0.889473
x[12]=0.818523,y[12]=0.868475
x[13]=0.788565,y[13]=0.845204
x[14]=0.756677,y[14]=0.819907
x[15]=0.723484,y[15]=0.792980
x[16]=0.689729,y[16]=0.764953
x[17]=0.656204,y[17]=0.736450
x[18]=0.623680,y[18]=0.708141
x[19]=0.585894,y[19]=0.674408
x[20]=0.541425,y[20]=0.633498
x[21]=0.490905,y[21]=0.585354
x[22]=0.435760,y[22]=0.530658
x[23]=0.378131,y[23]=0.470954
x[24]=0.320584,y[24]=0.408561
x[25]=0.265670,y[25]=0.346258
x[26]=0.215493,y[26]=0.286804
x[27]=0.171428,y[27]=0.232479
x[28]=0.134061,y[28]=0.184772
x[29]=0.103302,y[29]=0.144316
x[30]=0.078595,y[30]=0.111014
x[31]=0.059137,y[31]=0.084265
x[32]=0.044051,y[32]=0.063199
x[33]=0.032495,y[33]=0.046866
x[34]=0.023724,y[34]=0.034354
x[35]=0.017115,y[35]=0.024859
x[36]=0.012160,y[36]=0.017703
x[37]=0.008461,y[37]=0.012339
nf=0,nt=0
程序：
#include
#include
#define N 200
main()
{int i=0,nt,nf;
FILE *fp;
double x[N],y[N],e,f,R,Rm,L,V;
double a=1.464,d=0.99,w=0.01,z=0.65,q=1,D=117.55,F=180;
fp=fopen("text.txt","w");
e=0.65;
f=a*e/(1+(a-1)*e);
Rm=(d-f)/(f-e);
R=Rm*1.7;
x[0]=d;
y[0]=d;
y[1]=d;
while(x[i]>z)
{i++;
x[i]=y[i]/(a-(a-1)*y[i]);
y[i+1]=R*x[i]/(R+1)+d/(R+1);
printf("x[%d]=%lf,y[%d]=%lf\n",i,x[i],i,y[i]);
fprintf(fp,"x[%d]=%lf,y[%d]=%lf\n",i,x[i],i,y[i]);
}
printf("the %dth tray is the input tray\n",i);
L=D*R;
V=D*(R+1);
while(x[i]>w)
{i++;
y[i]=(L+F)/V*(x[i-1]-w)+w;
x[i]=y[i]/(a-(a-1)*y[i]);
printf("x[%d]=%lf,y[%d]=%lf\n",i,x[i],i,y[i]);
fprintf(fp,"x[%d]=%lf,y[%d]=%lf\n",i,x[i],i,y[i]);
}
printf("the total population of the trays is %d\n",i);
fprintf(fp,"nf=%d,nt=%d\n",nf,nt);
fclose(fp);
3.4 精餾塔工藝設(shè)計(jì)
1、物性數(shù)據(jù)：
操作溫度： 塔頂：-6.0， 塔底9.8
塔頂按純乙烯處理：t=-6.0,P=2.6Mpa(絕)
物性：摩爾質(zhì)量：M=28.052kg/kmol
，，
2、流量
精餾段氣液相流量：
提餾段氣液相流量：
3、塔徑塔高計(jì)算
選取塔板間距Ht=0.45m，
查圖得：=0.0061
C=
液泛氣速
取泛點(diǎn)率0.8，
所需氣體流通截面積
選取Ad/At=0.08，
塔徑D= =1.583m
圓整取D=1.6m
根據(jù)塔徑、流量，塔板間距合適，液流形式為單流型。
實(shí)際塔板尺寸如下：
1.850
實(shí)際氣速：
實(shí)際泛點(diǎn)率：=0.7833
實(shí)際塔板數(shù) 精餾31，提餾29
塔有效高度
釜液流出量4.836
設(shè)釜液停留時(shí)間20min
則釜液高度m
進(jìn)料板兩板間距0.9m
設(shè)6人孔，=0.8m
裙座取5m
塔頂及釜液上方氣液分離高度取1.5m
總塔高Z= + +(0.8-0.45)*6+1.5×2+5=37.9m
3.5溢流裝置設(shè)計(jì)
采用單流型弓形降液管
D=1.6m =2.011 查得，堰長(zhǎng)=1.088m
取塔板厚4mm，堰高50mm，底隙30mm
3.6 塔板布置及其他結(jié)構(gòu)尺寸選取
取進(jìn)出口安定區(qū)寬度=0.07m，邊緣寬度=0.05m，查圖得=0.14，降液管寬度=0.224m
)=0.653m
=0.75m
=1.670
取篩孔直徑，篩孔中心距t=3=120mm
篩孔總截面積
篩孔氣速
篩孔個(gè)數(shù)個(gè)
3.7塔板校核
1、液沫夾帶量校核
，泛點(diǎn)率0.7833，查得
0.0533
小于0.1,液沫夾帶量符合校核要求
2、塔板阻力計(jì)算
干板阻力d/=4/4=1,可查得=0.82
故=0.055m
塔板清液層阻力，
由m/s
氣體動(dòng)能因子
查圖得，
故=0.0667m
表面張力阻力
塔板阻力
3降液管液泛校核
，取，=1.18××=0.0256
，不會(huì)產(chǎn)生降液管液泛
4 液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間
，符合校核要求
5嚴(yán)重漏液校核
0.531
k=1.887>1.5，不發(fā)生嚴(yán)重漏液
3.8塔板性能負(fù)荷圖
1 過(guò)量液沫夾帶線
設(shè)ev = 0.1（ kg 液體 / kg氣體）
得：
=8087.54-233.50qVLh2/3
由上述關(guān)系可作得線①
2 液相下限線
整理出：qVLh=3.3402
由上述關(guān)系可作得線②
3 嚴(yán)重漏液線
將下式分別代入
得：qVVh =a(b+cqVLh2/3)1/2
其中：a= =2456.24
b=0.0056+0.13hw-hσ=0.01201
c= =0.000349
得：qVVh =2456.24(0.01201+0.000349qVLh2/3)1/2
由上述關(guān)系可作得線③
4 液相上限線
令 =5s
得： =52.115
由上述關(guān)系可作得線④
5 降液管液泛線
Hd’=HT+hW=
將
以及how與qVLh , hd 與qVLh ，hf 與qVVh , qVLh 的關(guān)系全部代入前式整理得：
式中：a’= =1.6568×
b’= =0.211
c’= =1.1076×10
d’= =0.004779
上述關(guān)系可作得降液管液泛線⑤
上五條線聯(lián)合構(gòu)成負(fù)荷性能圖
操作點(diǎn)為：qVLh =51.52m/s
qVVh =687.26 m/s
負(fù)荷性能圖：
設(shè)計(jì)點(diǎn)位于四條線包圍的區(qū)間內(nèi)
操作彈性：qVVhmax / qVVhmin=2.337
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第四章 再沸器的設(shè)計(jì)
一 設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)條件（經(jīng)Excel計(jì)算 見(jiàn)附表2）
1．選用立式熱虹吸式再沸器
塔頂壓力：2.6MPa
壓力降：Np×hf=60×0.1×0.464×9.8×10－3=0.0284MPa
塔底壓力=2.6+0.0284=2.628MPa
2．再沸器殼程與管程的設(shè)計(jì)
殼程
管程
溫度（℃）
25
9.8
壓力（MPa絕壓）
0.1013
2.628
蒸發(fā)量：Db= q,mVs =5.897kg/s
1． 物性數(shù)據(jù)
1） 殼程凝液在溫度（100℃）下的物性數(shù)據(jù)：
潛熱：rc=2422kJ/kg
熱導(dǎo)率：λc =0.618W/(m*K)
粘度：μc =0.801mPa*s
密度：ρc =995.7kg/m3
2） 管程流體在（25℃ 2.628MPa）下的物性數(shù)據(jù)：
潛熱：rb=285.8kJ/kg
液相熱導(dǎo)率：λb =618mw/(m*K)
液相粘度：μb =0.0571mPa*s
液相密度：ρb 383kg/m3
液相定比壓熱容：Cpb= 3.39kj/(kg*k)
表面張力：σb＝0.00295N/m
氣相粘度：μv =0.00889mPa*s
氣相密度：ρv =49.51kg/m3
蒸氣壓曲線斜率（Δt/ΔP）=0.00018 m2 K/kg
二 估算設(shè)備尺寸
熱流量： = 1685362w
傳熱溫差： =100-52.5=23.07K
假設(shè)傳熱系數(shù)：K=600W/( m2 K)
估算傳熱面積Ap = 121.7571594m2
擬用傳熱管規(guī)格為：Ф38×3mm,管長(zhǎng)L=4500mm
則傳熱管數(shù)： =226.646=227
若將傳熱管按正三角形排列，按式 NT =3a(a+1)+1;b=2a+1
得：b= 16.57317109
管心距：t=47.5mm
則 殼徑： =815.726mm
取 D=630 L/D=5.5166(4-6之間)
取 管程進(jìn)口直徑：Di=0.15m
管程出口直徑：Do=0.25m
三 傳熱系數(shù)的校核
1．顯熱段傳熱系數(shù)K
假設(shè)傳熱管出口汽化率 Xe=0.282
則循環(huán)氣量： =20.911kg/s
1) 計(jì)算顯熱段管內(nèi)傳熱膜系數(shù)αi
傳熱管內(nèi)質(zhì)量流速：
di=25-2×2.5=20mm
= 114.601kg/( m2? s)
雷諾數(shù)： =64224.5
普朗特?cái)?shù)： =2.111
顯熱段傳熱管內(nèi)表面系數(shù)： = 623.5828w/( m2 K)
2) 殼程冷凝傳熱膜系數(shù)計(jì)算αo
蒸氣冷凝的質(zhì)量流量： = 20.1747kg/s
傳熱管外單位潤(rùn)濕周邊上凝液質(zhì)量流量： =0.04006kg/(m? s)
=564.7387132
管外冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：
= 1886.46w/ (m2 K)
3) 污垢熱阻及管壁熱阻
沸騰側(cè)：Ri=0.000176 m2? K/w
冷凝側(cè)：Ro=0.00026 m2? K/w
管壁熱阻：Rw=b/λw= 0.0001536 m2? K/w
4）顯熱段傳熱系數(shù)
dm=(di+do)/2
=325.72w/( m2? K)
2. 蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE計(jì)算
傳熱管內(nèi)釜液的質(zhì)量流量：Gh=3600 qmws = 412561kg/( m2? h)
Lockhut-martinel參數(shù)：
則1/Xtt=0.995845
查設(shè)計(jì)書(shū)P96圖3－29
得：α=0.2
在Xe=0.282 X＝3Xe=0.846的情況下
=0.3609
再查圖3－29，α’=0.8
2）泡核沸騰壓抑因數(shù)：α=(αE+α’)/2=0.5
泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù):
=34628 w/( m2? K)
3）單獨(dú)存在為基準(zhǔn)的對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ：
= 566.65w/( m2? K)
沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：KE
對(duì)流沸騰因子 ： = 2.1025
兩相對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù): = 1191.375w/( m2? K)
沸騰傳熱膜系數(shù)： = 18506.2w/( m2? K)
=813.017w/( m2? K)
3.顯熱段長(zhǎng)度
= 0.02772
LBC = 0.024842313L= 0.125m
LCD =L- LBC = 4.375m
4．傳熱系數(shù) = 799.51 m2
實(shí)際需要傳熱面積： =91.374m2
5．傳熱面積裕度： = 0.33251>0.3
所以，傳熱面積裕度合適，滿足要求
四 循環(huán)流量校核
1．循環(huán)系統(tǒng)推動(dòng)力：
1）當(dāng)X=Xe/3= 0.094時(shí)
=3.3275
兩相流的液相分率： = 0.3676
兩相流平均密度： =172.09kg/m3
2）當(dāng)X=Xe=0.282
= 1.00417
兩相流的液相分率： = 0.20895
兩相流平均密度： = 119.19kg/m3
根據(jù)課程設(shè)計(jì)表3－19 得：L=1.1
則循環(huán)系統(tǒng)的推動(dòng)力： = 7766.19pa
2．循環(huán)阻力⊿Pf：
①管程進(jìn)出口阻力△P1
進(jìn)口管內(nèi)質(zhì)量流速： = 1183.94kg/(m2·s)
釜液進(jìn)口管內(nèi)流動(dòng)雷諾數(shù)： = 3110176
進(jìn)口管內(nèi)流體流動(dòng)摩擦系數(shù)：
= 0.01484
進(jìn)口管長(zhǎng)度與局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度：
=17.815m
管程進(jìn)出口阻力:
=3225.6Pa
① 傳熱管顯熱段阻力△P2
=114.60kg/(m2·s)
=64224
=0.02351
= 1.571Pa
② 傳熱管蒸發(fā)段阻力△P3
a. 氣相流動(dòng)阻力△Pv3
=114.60kg/(m2·s)
=77552
=0.02273
=14.568Pa
b. 液相流動(dòng)阻力△PL3
GL=G-Gv=93.0556kg/(m2·s)
=52150
= 0.02443
= 37.762Pa
= 386.0425Pa
④管內(nèi)動(dòng)能變化產(chǎn)生阻力△P4
動(dòng)量變化引起的阻力系數(shù):`
= 2.2449
= 76.979
⑤管程出口段阻力△P5
a. 氣相流動(dòng)阻力△Pv5
= 426.219kg/(m2·s)
= 120.194kg/(m2·s)
管程出口長(zhǎng)度與局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度之和：
= 29.299m
=3380023
= 0.01476
=252.40Pa
b. 液相流動(dòng)阻力△PL5
=306.025（m2·s）
= 1139863
= 0.01581
= 226.559Pa
= 3827.518Pa
所以循環(huán)阻力：△Pf=△P1 + △P2 + △P3 + △P4 + △P5
= 7517.724
故 =1.033051
所以 (⊿PD-⊿Pf)/⊿PD=0.03199
符合要求
塔計(jì)算結(jié)果表
（1）操作條件及物性參數(shù)
操作壓力：塔頂2.6 MPa（絕壓） 塔底2.66 MPa（絕壓）
操作溫度：塔頂 -6℃ 塔底 9.8 ℃
名稱
氣相密度（Kg/m3）
30
液相密度（Kg/m3）
372
氣相體積流率（m3/h）
688.57
液相體積流率（m3/h）
48.175
液相表面張力（dyn/cm）
2.1665
(2) 塔板主要工藝尺寸及水力學(xué)核算結(jié)果
名稱
名稱
塔內(nèi)徑D（m）
1.6
空塔氣速u（m/s）
0．1034
板間距HT（m）
0.45
泛點(diǎn)率u/uf
0．7833
液流型式
單流型
動(dòng)能因子F0
\
降液管截面積與塔截面積比Ad/AT
0．08
孔口流速U0（m/s）
1．145
出口堰堰長(zhǎng)lw（m）
1．088
降液管流速Ub（m/s）
0．28
弓形降液管寬度bd（m）
0．224
穩(wěn)定系數(shù)k
1．887
出口堰堰高h(yuǎn)w（mm）
50
溢流強(qiáng)度uL（m3/mh）
44.28
降液管底隙hb（mm）
30
堰上液層高度how（mm）
35.55
邊緣區(qū)寬度bc（mm）
50
每塊塔板阻力hf（mm）
126.2
安定區(qū)寬度bs（mm）
70
降液管清液層高度Hd（mm）
0．1865
板厚度b（mm）
5
降液管泡沫層高度Hd/?(mm)
0．3108
浮閥（篩孔）個(gè)數(shù)
12733
降液管液體停留時(shí)間ι（s）
5.424
浮閥（篩孔）直徑（mm）
40
底隙流速ub（m/s）
0．28
開(kāi)孔率（%）
0．1
氣相負(fù)荷上限（m3/h）
687.26
氣相負(fù)荷下限（m3/h）
297.45
操作彈性
2．337
再沸器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果表
管程
殼程
物料名稱
進(jìn)口
釜液
熱水
出口
釜液
熱水
流量
Kg/h
進(jìn)口
98388
88128
出口
98388
88128
操作溫度
oC
進(jìn)口
9.8
30
出口
9.8
25
操作壓力MPa
2.66
0.1013
定性溫度oC
9.8
25
液
體
密度kg/m3
383
995.7
導(dǎo)熱系數(shù)W/m●oC
0.0917
0.621
熱容kJ/kg●oC
3.39
4.174
粘度Pa●S
0.0571
0.801
表面張力N/m
0.00295
0.071
氣化潛熱kJ/kg
285.8
2422
氣
體
密度kg/m3
49.51
—
導(dǎo)熱系數(shù)W/m●oC
15.5
—
熱容kJ/kg●oC
49.20
—
粘度Pa●S
0.000059
—
氣化潛熱kJ/kg
—
—
設(shè)
備
結(jié)
構(gòu)
參
數(shù)
形式
立式熱虹吸
臺(tái)數(shù)
1
殼體內(nèi)徑mm
800
殼程數(shù)
1
管徑mm
38*3
管心距mm
47.5
管長(zhǎng)mm
4500
排列方式
三角形
管數(shù)目（根）
227
折流板數(shù)（個(gè)）
14
傳熱面積m2
121.757
折流板間距mm
300
管程數(shù)
1
材質(zhì)
碳鋼
接管尺寸mm
進(jìn)口
150
出口
250
主要計(jì)算結(jié)果
管程
殼程
流速m/s
0.4928
0.48
傳熱膜系數(shù)W/m2●oC
623.58
1886.46
污垢熱阻m2●oC /w
0.000176
0.00026
阻力損失MPa
/
熱負(fù)荷kW
1685
傳熱溫差oC
23.07
總傳熱系數(shù)W/m2●oC
817.54
裕度%
36.2607
備注
過(guò)程工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
(一)
乙烯——乙烷精餾裝置設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào)
表1中圈上序號(hào)的設(shè)計(jì)方案包括了個(gè)人本次課程設(shè)計(jì)的參數(shù)。
一、設(shè)計(jì)條件
工藝條件：飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料乙烯含量(摩爾百分?jǐn)?shù))
塔頂乙烯含量，釜液乙烯含量，總板效率為0.6。
操作條件：建議塔頂操作壓力2.5MPa(表壓)。
安裝地點(diǎn)：大連。
其他條件見(jiàn)表1。
表1設(shè)計(jì)方案
序號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
塔板設(shè)計(jì)位置
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔板形式
篩板
篩板
篩板
篩板
篩板
篩板
篩板
篩板
處理量(kmol/h)
100
100
100
140
140
140
180
180
回流比系數(shù)R/Rmin
1.3
1.5
1.7
1.3
1.5
1.7
1.3
1.5
續(xù)表1
序號(hào)
9
10
11
12
13
14
15
16
塔板設(shè)計(jì)位置
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔板形式
篩板
篩板
篩板
篩板
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
處理量(kmol/h)
180
210
210
210
100
100
100
140
回流比系數(shù)R/Rmin
1.7
1.3
1.5
1.7
1.3
1.5
1.7
1.3
續(xù)表1
序號(hào)
17
18
19
20
21
22
23
24
塔板設(shè)計(jì)位置
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔頂
塔板形式
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
處理量(kmol/h)
140
140
180
180
180
210
210
210
回流比系數(shù)R/Rmin
1.5
1.7
1.3
1.5
1.7
1.3
1.5
1.7
續(xù)表1
序號(hào)
25
26
27
28
29
30
31
32
塔板設(shè)計(jì)位置
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔板形式
篩板
篩板
篩板
篩板
篩板
篩板
篩板
篩板
處理量(kmol/h)
100
100
100
140
140
140
180
180
回流比系數(shù)R/Rmin
1.3
1.5
1.7
1.3
1.5
1.7
1.3
1.5
續(xù)表1
序號(hào)
33
34
35
36
37
38
39
40
塔板設(shè)計(jì)位置
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔板形式
篩板
篩板
篩板
篩板
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
處理量(kmol/h)
180
210
210
210
100
100
100
140
回流比系數(shù)R/Rmin
1.7
1.3
1.5
1.7
1.3
1.5
1.7
1.3
續(xù)表1
序號(hào)
41
42
43
44
45
46
47
48
塔板設(shè)計(jì)位置
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔底
塔板形式
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
浮閥
處理量(kmol/h)
140
140
180
180
180
210
210
210
回流比系數(shù)R/Rmin
1.5
1.7
1.3
1.5
1.7
1.3
1.5
1.7
二、工藝設(shè)計(jì)要求
1 完成精餾塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；
(1) 塔高、塔徑
(2) 溢流裝置的設(shè)計(jì)
(3) 塔盤布置
(4) 塔盤流動(dòng)性能的校核
(5) 負(fù)荷性能圖
2 完成塔底再沸器的設(shè)計(jì)計(jì)算；
3 管路尺寸的確定、管路阻力計(jì)算及泵的選擇；
4 其余輔助設(shè)備的計(jì)算及選型；
5 控制儀表的選擇參數(shù)；
6 用3#圖紙繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖及主要設(shè)備(精餾塔或再沸器)的工藝條件圖各一張；
(塔板設(shè)計(jì)位置為塔頂?shù)耐瑢W(xué)完成精餾塔的工藝條件圖；塔板設(shè)計(jì)位置為塔底的同學(xué)完成再沸器的工藝條件圖。)
7 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
三、其它要求
1． 本課程的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)分兩本裝訂，第一本為工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，第二本為機(jī)械設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
2． 1-2周完成工藝設(shè)計(jì)后，將工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)交上來(lái)，計(jì)算結(jié)果表經(jīng)指導(dǎo)教師審核簽字合格后，方可進(jìn)行3-4周的機(jī)械設(shè)計(jì)（注：應(yīng)用化學(xué)專業(yè)只進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)）。
3． 圖紙一律用計(jì)算機(jī)（電子圖板）出圖。
4． 本課程要求獨(dú)立完成，發(fā)現(xiàn)抄襲行為取消該門成績(jī)。最終成績(jī)由工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)的完成情況和最后的考試（核）情況綜合給定。
四、參考資料
1. 《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》，匡國(guó)柱、史啟才主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。
2. 《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》（有機(jī)卷），劉光啟、馬連湘、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。
3. 《化工物性算圖手冊(cè)》，劉光啟、馬連湘、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。
4. 《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》，盧煥章，劉光啟、馬連湘、劉杰主編,化學(xué)工業(yè)出版社，1982年。
5. 《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》（續(xù)篇），馬沛生，化學(xué)工業(yè)出版社，1993年。
6. 《石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》，王松漢，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。
指導(dǎo)教師
任務(wù)書(shū)下達(dá)日期 年 月 日
塔計(jì)算結(jié)果表
（1）操作條件及物性參數(shù)
操作壓力：塔頂 MPa（絕壓） 塔底 MPa（絕壓）
操作溫度：塔頂 ℃ 塔底 ℃
名稱
氣相密度（Kg/m3）
液相密度（Kg/m3）
氣相體積流率（m3/h）
液相體積流率（m3/h）
液相表面張力（dyn/cm）
(2) 塔板主要工藝尺寸及水力學(xué)核算結(jié)果
名稱
名稱
塔內(nèi)徑D（m）
空塔氣速u（m/s）
板間距HT（m）
泛點(diǎn)率u/uf
液流型式
動(dòng)能因子F0
降液管截面積與塔截面積比Ad/AT
孔口流速U0（m/s）
出口堰堰長(zhǎng)lw（m）
降液管流速Ub（m/s）
弓形降液管寬度bd（m）
穩(wěn)定系數(shù)k
出口堰堰高h(yuǎn)w（mm）
溢流強(qiáng)度uL（m3/mh）
降液管底隙hb（mm）
堰上液層高度how（mm）
邊緣區(qū)寬度bc（mm）
每塊塔板阻力hf（mm）
安定區(qū)寬度bs（mm）
降液管清液層高度Hd（mm）
板厚度b（mm）
降液管泡沫層高度Hd/?(mm)
浮閥（篩孔）個(gè)數(shù)
降液管液體停留時(shí)間ι（s）
浮閥（篩孔）直徑（mm）
底隙流速ub（m/s）
開(kāi)孔率（%）
氣相負(fù)荷上限（m3/h）
氣相負(fù)荷下限（m3/h）
操作彈性
再沸器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果表
管程
殼程
物料名稱
進(jìn)口
出口
流量
Kg/h
進(jìn)口
出口
操作溫度
oC
進(jìn)口
出口
操作壓力MPa
定性溫度oC
液
體
密度kg/m3
導(dǎo)熱系數(shù)W/m●oC
熱容kJ/kg●oC
粘度Pa●S
表面張力N/m
氣化潛熱kJ/kg
氣
體
密度kg/m3
導(dǎo)熱系數(shù)W/m●oC
熱容kJ/kg●oC
粘度Pa●S
氣化潛熱kJ/kg
設(shè)
備
結(jié)
構(gòu)
參
數(shù)
形式
臺(tái)數(shù)
殼體內(nèi)徑mm
殼程數(shù)
管徑mm
管心距mm
管長(zhǎng)mm
排列方式
管數(shù)目（根）
折流板數(shù)（個(gè)）
傳熱面積m2
折流板間距mm
管程數(shù)
材質(zhì)
接管尺寸mm
進(jìn)口
出口
主要計(jì)算結(jié)果
管程
殼程
流速m/s
傳熱膜系數(shù)W/m2●oC
污垢熱阻m2●oC /w
阻力損失MPa
熱負(fù)荷kW
傳熱溫差oC
總傳熱系數(shù)W/m2●oC
裕度%
備注
Ⅰ-7