浮头式冷凝器，可查得其基本参数为换热面积公称直径管程数总管数中心排管数管长单管流通面积单管尺寸十参考文献王国胜化工原理课程设计大连大连理工大学出版社，杨同舟食品工程原理北京中国农业出版社，匡国柱，史启才化工单元过程及设备课程设计北京化学工业出版社，贾绍义，柴诚敬化工原理课程设计大连天津大学出版社，十热量衡算再沸器冷凝器苯冷凝器甲苯冷凝器原料预热器十参考文献第部分概述设计题目浮阀板式精馏塔设计二设计任务试设计分离苯甲苯混合物的筛板精馏塔。已知原料液的处理量为，组成为苯的质量分数，要求塔顶馏出液的组成为，塔底釜液的组成为。三设计条件试根据上述工艺条件作出筛板的设计计算。四工艺流程图原料液由泵经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品釜残液再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表流量计温度计和压力表。以测量物流的各项参数。操作压力进料热状况回流比单板压降全塔效率设计方案的确定本设计任务书为分离苯甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的倍。二精馏塔的物料衡算原料液及塔顶塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量物料衡算原料原料处理量总物料衡算苯物料衡算联立解得三塔板数的确定理论半数的确定苯甲苯属于理想物系故相对挥发度，又因为泡点进料故最小回流比及操作回流比为取操作回流比为求精馏塔的气液相负荷④求操作线方程精馏段操作线方程提馏段操作线方程逐板法求理论板层数求解结果为精馏段塔板数提留段塔板数进料板位置实际板层数的求取精馏段实际板层数提馏段实际板层数总实际板数四精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算精馏段操作压力计算塔顶操作压力每层塔板压降进料板压降精馏段平均压力操作温度计算依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯甲苯的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。计算结果如下塔顶温度进料板温度塔釜温度平均摩尔质量计算塔顶摩尔质量计算进料板平均摩尔质量计算由逐板法，得精馏段气液混合物平均摩尔质量平均密度计算气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即液相平均密度计算液相平均密度依下式计算塔顶液相平均密度计算由，查手册得进料板液相平均密度计算由，查手册得进料板液相的质量分数计算精馏段液相平均密度为液相平均表面张力计算液相平均表面张力依下式计算，即塔顶液相平均表面张力计算由，查手册得进料板液相平均表面张力计算由，查手册得精馏段液相平均表面张力为液相平均粘度计算液相平均粘度依下式计算塔顶液相平均粘度计算由，查手册得进料板液相平均粘度计算由，查手册得精馏段液相平均粘度为三提留段操作压力计算塔釜操作压力提馏段平均压力操作温度计算依即式中，阀孔数和孔径为定值，因此，可将上式简化为在操作范围内，取若干值，依式算出相应值列于下表，液相负荷上限线液体的最大流量应保证在降液管中停留时不低于秒依式知，液体在降液管内停留时间求出上限液体流量值，在图上，液相负荷上限线为与气体流量无关的直线。以作为液体在降液管中停留时间的下限，则漏液线该线又称降液管超负荷线。液体流量超过此线，表明液体流量过大，液体在降液管内停留时间过短，进入降液管的气泡来不及与液相分离而被带入下层塔板，造成气相返混，降低塔板效率。对于型重阀，依式计算，则又知即以作为规定气体最小负荷的标准，则液相负荷下限线取堰上液层高度作为下限条件，依式有解得根据以上计算数据可分别作出塔板的负荷性能图，共五条线由塔符合性能图可看出在人任务规定的气液负荷的操作点设计点处在适宜操作区域内的适中位置塔板的气相负荷上限完全由液相负荷上限控制按照图固定的气液比由图上可查出塔板的气液相负荷上限气相负荷下限，所以④故操作弹性二提留段雾沫夹带线由式可知，对于定物系及定塔板结构，式中及均为已知值，相应于的泛点率可确定，将已知数代入上式，便可得到物沫夹带线按泛点率为计算有简化得雾沫夹带线为直线，则可取任意两个值，依式算出相应的列于表中液泛线由确定液泛线，忽略式中的项，将式，式，式，式式代入上式得物系定塔板结构尺寸定，则及等均为定值而与又有如下关系，即式中，阀孔数和孔径为定值，因此，可将上式简化为在操作范围内，取若干值，依式算出相应值列于下表，液相负荷上限线液体的最大流量应保证在降液管中停留时不低于秒依式知，液体在降液管内停留时间求出上限液体流量值，在图上，液相负荷上限线为与气体流量无关的直线。以作为液体在降液管中停留时间的下限，则漏液线该线又称降液管超负荷线。液体流量超过此线，表明液体流量过大，液体在降液管内停留时间过短，进入降液管的气泡来不及与液相分离而被带入下层塔板，造成气相返混，降低塔板效率。对于型重阀，依式计算，则又知即以作为规定气体最小负荷的标准，则液相负荷下限线取堰上液层高度作为下限条件，依式有解得根据以上计算数据可分别作出塔板的负荷性能图，共五条线由塔符合性能图可看出在人任务规定的气液负荷的操作点设计点处在适宜操作区域内的适中位置塔板的气相负荷上限完全由液相负荷上限控制按照图固定的气液比由图上可查出塔板的气液相负荷上限气相负荷下限，所以④故操作弹性经过以上验证可知，此设计应该用精馏段的操作数据作为标准。浮阀塔板工艺设计结果项目数据及说明备注塔径板间距塔板型式空塔气速堰长堰高板上液层高度降液管底隙高度浮阀数个阀孔气速阀孔动能因数临界阀孔气速孔心距排心距单板压降液体在降液管内停留时间降液管内清液层高度泛点率气相负荷上限气相负荷下限操作弹性九塔附件设计管件进料管本设计采用直管进料，管径计算如下取，得取的进料管。塔顶蒸汽出口管因为，所以取取为直径的蒸汽管。回流管径因为靠重力回流所以又故取为直径的回流管。釜液排出管取故取为直径的排出管。饱和水蒸气管取，故有取为直径的蒸汽管。二筒体和封头筒体其厚度的计算公式为又因为可得到封头本设计采用椭圆型封头，由公称直径，查的曲面高度，直边高度为，选用封头十热量恒算再沸器取加热蒸汽压强为绝压再沸气的热负荷和加热消耗量热负荷为因塔残液几乎为纯甲苯，故其焓值可直接用纯甲苯进行计算，即则加热蒸汽消耗量为由附表查的为时，水的汽化热为，水蒸汽进口温度釜残液进口温度，取传质系数再沸器传热面积用浮头式冷凝器，可查得其基本参数为换热面积公称直径管程数总管数中心排管管长单管流通单管尺寸数面积冷凝器全凝器热负荷冷却水消耗量冷凝器热负荷为因塔顶几乎为纯苯，故其焓可近似按纯苯计算，则全凝器的热负荷为冷却水消耗量塔顶进口温度故取故用浮头式冷凝器，可查得其基本参数为换热面积公称直径管程数总管数中心排管数管长单管流通面积单管尺寸苯冷凝器定性温度对于苯和水，其定性温度为苯的定性温度水的定性温度查表的苯在下的比热容为水在下的比热容为故热负荷为冷却时用水量为平均温差为取故用浮头式冷凝器，可查得其基本参数为换热面积公称直径管程数总管数中心排管数管长单管流通面积单管尺寸甲苯冷凝器因塔顶几乎为纯苯，故其焓可近似按纯苯计算，则全凝器的热负荷为冷却水消耗量塔釜进口温度，出口温度，水的进口温度，水的出口温度故取故用浮头式冷凝器，可查据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯甲苯的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。计算结果如下塔釜温度提留段平均温度平均摩尔质量计算塔釜摩尔质量计算塔釜气液混合物平均摩尔质量由于故提馏段气液混合物平均摩尔质量平均密度计算气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即液相平均密度计算液相平均密度依下式计算塔釜液相平均密度计算由，查手册得提留段液相平均密度计算液相平均表面张力计算液相平均表面张