苯-氯苯分離過程板式精餾塔設計_課程設計書-資料下載頁

　　

【正文】 ? ? 根據常用管道查表應選取 mm345?? 。 （ 2）回流管 采用直觀回流管，只在重力作用下的速度為： )/( sm ,本設計取 ?Bu ,則 )()( 4 mmmuLd BsB ???????? 根據常用管道查表應選取 ?? 。 （ 3） 塔釜出料管 , ???? WWV mLW ?^(4) 采用直管出料管，出料管內液體的適宜速度為： ,本設計取smuW /? 。則： muVdWWW 4 ?????? =。 根據常用管道查表應選取 338?? 。 (4)塔頂蒸氣出料管 VS uVd ?? 4? 采用直管出料管 ,常壓操作時，出料管內氣體的適宜速度為： 1220m/s,本設計取 ?Vu 20 sm/ ，則： 36 mmuVdVS 4 1, ???????? 根據常用管道查表應選取 8273?? 。 （ 5)塔釜進氣管 采用直管進氣管 ,常壓操作時，進氣管內氣體的適宜速度為： 1220m/s,本設計取 ?Vu 20 sm/ ，則： mmmuVdVs 4 2, ???????? 根據常用管道查表應選取 8273?? 。 裙座 塔底采用裙座支撐，裙座的結構性能好，連接處生產的局部阻力小，所以它是塔設備主要的支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座內徑大于800mm，所以裙座壁厚取 16mm。 基礎環內經： mmD bi 9 3 21 0 0 )1621 2 0 0( ?????? 基礎環外經： mmD bo 1 5 3 21 0 0 )1621 2 0 0( ?????? 圓整： ?biD 1600mm, ?boD ；基礎環系厚度，考慮到腐蝕余量取 18mm；考慮到再沸器，裙座高度取 3m。 人孔 人孔是安裝或檢修人員進出塔的唯一通道，人孔的設置應便于進入任何一層塔板，由于設置人空處塔板間距較大，且人孔設備過多會使制造時塔體的彎曲度難于達到要求， 一般三每隔 68 塊板取一人孔。本設計共 18 塊板需設三個人孔，每個孔直徑為 450mm，設置人孔處，孔板間距為 600mm，裙座上應開 2 個人孔，直徑為 450mm。人孔伸入塔內部應與塔內壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓。 塔總體高度的設計 （ 1） 塔頂空間高度的計算 塔頂空間指塔內最上層塔板與塔頂空間的距離。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應大于板間距，通常取 DH 為（ ） TH 。如果塔體安裝了除沫器，則應根據除沫器的安裝要求確定塔頂空間。本設計沒有安裝除沫器，則選 37 DH =2 TH =900mm=。 （ 2）塔底空間 塔底空間指塔內最下層塔板到塔底間距。其值由如下因素決定： ? 塔底儲液空間依儲存液量停留 3~8min（易結焦物料可縮短停留時間）而定； ? 再沸器的安裝方式及安裝高 度； ? 塔底液面至最下層塔板之間要留有 1~2m的間距。 取儲存液量停留 時間 t=5min 則塔底空間高度 ?BH 0 4 5 3 )(602, ??????????? TS ALt m 取 BH =。 (3)塔體高度 mmmNHH T 1 0 01 5 03)118(4 5 01 5 031 ?????????? mHHHHHH B ??????????? 頂封頭裙座 總結 通過這次對精餾塔的設計，我們才發現要想得到比較理想的結果，回流比的確定特別關鍵，回流比是表征精餾操作的一個重要控制參數，回流比的數值的大小影響著精餾操作的分離效果與能耗。 第四章 換熱器的設計 原料預熱的熱量衡算 原料從 25℃預熱至 88℃，溫度變化為 ： ℃總 632588t ???? 在定性溫度 : ℃ 8825 ?? 下， 查得苯的比熱為 : ?苯C kj/(kg℃） 查得氯苯的比熱為 : ?氯苯C kj/(kg℃） 38 混合比熱為： 6 6 3 5 p ?????總C(kg℃） 理論上所需的熱量為： hKCWQ / 6p1 ???????? 總總總總 考慮到熱量損失， 根據經驗取 Q= 總 1= 106= 106kJ/h 塔頂苯的熱量衡算 考慮到塔頂氯苯極少，則按純苯計算 查表得苯的潛熱為： 苯? =苯的相對分子質量： kmo lkM /?苯 則塔頂苯蒸氣冷凝放出的熱量為： hkjDMRQ A /)1 6????????? ）（（ 苯 ? 液體苯從 80℃冷卻至 50℃，溫度變化為 ℃305080t ???? 按定性溫度為 ℃652 5080 ?? 時，查得苯的比熱為 )/(8 ℃kgkjC P ? 所以冷卻放出的熱量 為： WhtCqQ pMDT 550 ????????? 再沸器的熱量衡算 k m o l / )1(` ?????? DRVV 因為釜底苯含量極少，幾乎全為氯苯，所以按純氯苯計算 氯苯的潛熱 kgkj /325?氯苯? 放出的熱量為 hMRQ B /)1( 6??????? 氯苯氯苯 ? 考慮到熱量損失 取 h BB /kj108 8 0 ` 66 ?????? 表 38 熱量計算匯總表 39 熱負荷 單位 項 目 KJ/h W 預 熱 ? ? 塔頂冷凝 ? ? 塔頂冷卻 ? ? 再沸器 ? ? （ 冷卻器） 的計算 換熱器選用固定管板式換熱器，規格 ?? 。由于冷卻水容易結垢，為了方便水垢容易清洗，冷卻水走管程，苯走殼程。 塔頂苯的設計 確定物性數據 （ 1）苯在定性溫度 ℃652 5080 ???T 下的物性數據 密度： 30 / mkg?? 定壓比熱容： )/(8 6 ℃kgkjC p ? 導熱系數： )/( ℃mW?? 黏度； Pa?? s 水在定性溫度 ℃352 4030t ??? 下的物性數據 密度： 3i /994 mkg?? 定壓比熱容： )/( ℃kgkjC pi ? 導熱系數： )/( ℃mWi ?? 40 黏度： sPai ?? （ 2.）熱負荷計算 WhtCqQ pMDT 550 ????????? 忽略熱損失，冷卻水用量 stC QqiipTcm / / )3040( 35,????? ???? 計算平均溫度差 苯 80 ? 50 冷卻水 40 ? 30 t? 40 20 ℃2040ln2040lnt1212 ??????????ttttm 計算 R ， P 508012 21 ??????? tt TTR 3040t 12 12 ??????? tT tP 查得 ??? ，因為 ??? ＞ ，選用單殼程可行。 ℃ 3 tt mtm ??????? ? 估算傳熱面積 參照化工原理上冊附錄 取 )/(450 2 ℃選 mWK ? ，則 25m ?? ????選估 KQS T 工藝結構尺寸 由于兩流體溫度差小于 50℃，選用固定管板式換熱器。由固定管板式換熱 器的系列標準，初選換熱器型號為 G325II— — 。主要參數 如下： 外殼直徑 325mm 公稱壓力 公稱面積 2m 41 管子尺寸 ?? 管子數 40 管長 3000mm 管中心距 32mm 管程數 pN 2 管子排列方式 正三角形 管程流通面積 2m 實際交換面積 200 1 1 )(0 2 )(n mLdS ??????? ?? 采用此換熱面積的換熱器，要求過程的總傳熱系數為 5m00 ?????? S QK T W/( 2m ℃ ) 換熱器核算 核算壓力降 psi NNFppp t21 )( ?????? ?tF 1?SN 4?PN 管程流速 smAqu ii cmi / , ???? ? ??????iiiii ud ? ? 對于碳鋼管，取管壁粗糙度 ?? 00 i ??? 由 eR—? 關系圖 ，查得 ?? PauL iii20 87 221 ??????? ?? Pap i 113 42 872 22i2 ?????? ）（ ? )11342075()( 54t21 PPaNNFppp psi ＜????????????? 所以管程壓力降符合要求 42 2. 殼程壓力降 sNFppp t210 `)`( ?????? ?tF 1?SN 2)1(`p20001 uNnFf Bc ???? 管子為正三角形排列， F= 7?cN ??? nN c 取 7?cN 取折流擋板間距 z= DD ＜＜ z51 31z ????? LNB 殼程流通面積 200 )()nz mdDA c ?????? （ 殼程流速 smAqu Dm / 705800 ,0 ????? ? 0 0000 ????? ? ?ud ???? ??f 所以 )1(`p 220211 PuNnFf Bc ??????????? ）（? PazuD zN B )(292)(`p 2021 ?????????? ? )(`)`( 5t210 PNFppp s ＜??????????? 所以殼程壓力降也符合滿足設計條件 43 核 算總傳熱系數 i? 44i ??? ＞R 00 3 ????? i iii Cp ? ? )/()( ℃mWd iiii ?????? ?? 0? （ Kern 法） 000000 )()()`)(`(wPeeuCudd ???? ??? ? 管子為正三角形排列，則 md dtd e )3(4)423(4`220202 ???????????? 200 00 ) ()1( mtdzDA ?????? smAqu mD / 71 7058000 ????? ? 殼程中苯被冷卻，取 ?）（w?? )m/()()()`)(`(23/13000000℃）（）（WuCudd wPee?????????????????? 參考化工原理上冊附錄十三，管內、管外的污垢熱阻分別取 WmR i /)( 24 ℃??? WmR /)( 240 ℃??? K 管壁熱阻可忽略時，總傳熱系數 K 為 44 11110000 ??????????iiii ddddRsRsK?? =( )2℃m ) ??選計KK 所以選擇的換熱器是合適的，安全系數為 %% ????? 所以 設計結果為：選用固定管板式換熱器，型號 G325II— — 在換熱器設計過程中，首先要確定物性數據，計算熱負荷。再取一個適當的K 值，根據熱負荷，算出傳熱