苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
五 板式塔得结构与附属设备
5.1附件的计算
5.1.1接管 (1)进料管
进料管的结构类型很多，有直管进料管、弯管进料管、T形进料管。本设计采用直管进料管。F=149Kg/h , ?F=807.9Kg/m3 则体积流量
V?FM进e进149?80.21?807.9?3600?0.00411m/s
管内流速u?0.6m/s
4Vu?则管径
d??4?0.004110.6?3.14?0.0934m?93.4mm
取进料管规格Φ95×2.5 则管内径d=90mm
进料管实际流速(2)回流管
0.00411u??4dV2?34.?2?0.65m/s14?0.09
采用直管回流管，回流管的回流量L?155.87kmol/h 塔顶液相平均摩尔质量M?80.21kg/kmol,平均密度
??813.9kg/m3
V?L则液体流量
取管内流速uLMe3.87?80.21?155?0.00427m/s
813.9?3600
4?0.004271.5?3.14?1.5m/sd?4VLu?则回流管直径
??0.0602m?60.2mm
可取回流管规格Φ65×2.5 则管内直径d=60mm
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回流管内实际流速(3)塔顶蒸汽接管 则整齐体积流量
4?0.00427u??4dV2?3?1.51m/s.14?0.062
V?nRTp?274.89?103?8.314??80.94?273.15??4?101.13??103?3600?2.134m3/s
取管内蒸汽流速u?15m/s
V?wMe330?91.05?785?0.00096m/s .4?3600取管内流速u?0.5m/s
则
d?4Vu??4?0.000960.5?3.14?0.0495m
可取回流管规格Φ54×2.5 则实际管径d=49mm
?0.00096u??4dV2?34?0.51m/s.14?0.0492塔顶蒸汽接管实际流速(5)塔顶产品出口管径
D=119koml/h 相平均摩尔质量M?80.21kg/kmol
3e?813.9kg/m溜出产品密度
则塔顶液体体积流量：V?取管内蒸汽流速uDMe3119?80.21?813.9?3600?0.00326m/s
?1.5m/s
4?0.003263.14?1.5则
d?4V?u??0.0526m?52.6mm
可取回流管规格Φ58×2.5 则实际管径d=53mm
?0.00326u??4dV2?342?1.48m/s.14?0.053塔顶蒸汽接管实际流速5.1.2冷凝器
塔顶温度tD=80.94℃ 冷凝水t1=20℃ t2=30℃
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?t1?tD?t1?80.94?20?60.94。C。则?t2?tD?t2?80.94?30?50.94C
t1??t2。10?tm?ln???55.79C??t1/?t2?ln?60.94/50.94?
由tD=80.49℃ 查液体比汽化热共线图得?苯又气体流量Vh=2.134m3/s 塔顶被冷凝量 冷凝的热量
q?Vh??2.134?2.80?5.97kg/s?392.5KJ/kg
Q?q?苯?5.97?392?2340kJ/s
取传热系数K=600W/m2k，
则传热面积冷凝水流量
A?W?QK?tm?2340000600?55.79?69.9m2
QCp?t1?t2??23400004183?10?55.94kg/s5.1.3 再沸器
塔底温度tw=105.0℃ 用t0=135℃的蒸汽，釜液出口温度t1=112℃
?t1?to?tw?135?105?30oCo?t?t?t?135?112?23C 2o1则
则传热面积
A?QK?tm?2513.95?103600?26.35QCp?to?t1??159m2?2513.95?1032177.6?23
加热蒸汽的质量流量
W??50.19kg/s
5.2 板式塔结构
板式塔内部装有塔板、降液管、各物流的进出口管及人孔（手孔）、基座、除沫器等附属装置。除一般塔板按设计板间距安装外，其他处根据需要决定其间距。
（1）塔顶空间
塔顶空间指塔内最上层塔板与塔顶的间距。为利于出塔气体夹带的液滴沉降，此段远高于板间距（甚至高出一倍以上），本塔塔顶空间取
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HD?1.0(m) （2）塔底空间
塔底空间指塔内最下层塔底间距。其值由如下两个因素决定。
①塔底驻液空间依贮存液量停留3~5min或更长时间（易结焦物料可缩短停留时间）而定。②塔底液面至最下层塔板之间要有1~2m的间距，大塔可大于此值。本塔取
HB?1.5(m)
（3）人孔
一般每隔6~8层塔板设一人孔。设人孔处的板间距等于或大于600mm，人孔直径一般为450~500mm，其伸出塔体得筒体长为200~250mm，人孔中心距操作平台约800~1200mm。本塔设计每7块板设一个人孔，共两个，即
np?2(个)
（4）塔高
H??n?nF?nP?1?HT?nFHF?nPHP?HD?HB
?（20-1-2-1）?0.4?1?0.8?1?1.53m） ?11.（
故全塔高为11.3m，另外由于使用的是虹吸式再沸器，可以在较低位置安置，所以
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六 参考书目
[1]张新战，化工单元过程及操作?北京：化学工业出版社，1998 [2]何潮洪,冯霄?化工原理?北京：科学出版社，2001
[3]柴诚敬,刘国维?化工原理课程设计?天津：天津科学技术出版社，1994 [4]贾绍义,柴敬诚?化工原理课程设计?天津：天津大学出版社，2002 [5]陈均志，李雷?化工原理实验及课程设计?北京：化学工业出版社，2008 [6]马江权，冷一欣?化工原理课程设计?北京：中国石化出版社，2009
七 设计心得体会
本次课程设计通过给定的生产操作工艺条件自行设计一套苯－甲苯物系的分离的塔板式连续精馏塔设备。通过近两周的团队努力，反经过复杂的计算和优化，我们了正是的设计工作当中。
万事开头难，出了最小回流我们从最简单的物料衡算开始，把设计题目中的操作条件转化为化工原理课程物料衡算相关的变量最终把物料衡算正确的计算出来。然后是回流比的确定，我们应用分离工程中的计算式出了最小回流比，然后通过分析确定了放大倍数求出了实际回流比。同样理论塔板数的计算也是通过复杂但有序的计算得出。
接下来塔的工艺尺寸计算，筛板流体力学验算，塔板负荷性能图计算等一个接一个的被我们拿下，当然这一路下来并不是一帆风顺的。在验算漏液时我们发现得出的验算值小于规定值，这一下打乱了我们的行进步骤。通过讨论分析，我们整理出可能几条导致这一问题原因，在对这几个因素逐一分析后我们把目标转向了最大的“疑犯”筛板孔心距。原来是我们把孔心距取值取得偏小了，因为我们这个塔的生产能力比较大，太小的孔心距会导致板上液层压力大于板下气流产生的压力就会导致漏液的产生。在重新取了一个稍大的孔心距后通过验算漏液问题得到顺利解决。
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塔的设计工作按计划完成后我们开始整理草稿并装订成本，为下一步的文档编辑做好准备。文档的编辑我们是分工完成的，我负责论文主体部分的前半部的编辑工作，这个工作虽然不是很费神但也不能小视，因为里面涉及到大量公式和函数的输入，为此我专门下载了公式编辑器配合我的编辑工作。最后我们三人合理完成了文本的编辑。
这次历时近两周的的课程设计使我们把平时所学的理论知识运用到实践中，
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