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1、化工原理课程设计课程编号号化工原理理课程设设计板式精馏馏塔设计计院系:班级姓名:学号:学分:任课老师师:课程成绩绩:20133年8月11日目录一、设计计任务书书33二、概述述5三、设计计条件及及主要物物性参数数11四、工艺艺设计计计算13五、精馏馏塔的塔塔体工艺艺尺寸计计算19六、塔板板设计工工艺设计计21七、塔板板的校核核22八、塔板板负荷性性能曲228九、辅助助设备选选型35十、设计计结果汇汇总表42十一、对对设计过过程的评评述和相相关问题题的讨论论43十二、主主要符号号说明44一、设计计任务书书1、设计计题目分离醋酸酸水混混合物常常压精馏馏（筛板板）塔的的工艺2、设计计条件1) 生产能力
2、力：年产产量D=3万吨吨(每年年生产日日按3330天计计算)；2) 原料：含含醋酸330%（摩摩尔分数数）的粗粗馏冷凝凝液，以醋酸酸水二二元体系系；3) 采用直接接蒸汽加加热；4) 采用泡点点进料；5) 塔顶馏出出液中醋醋酸含量量大于等等于999.9%；6) 塔釜残出出液中醋醋酸含量量小于等等于2%；7) 其他参数数（除给给出外）可可自选；8) 醋酸水的相相对挥发发度为=1.65，醋酸密密度为11.0449，水的密密度为00.9998，混合液液的表面面张力=20mmN/mm；3、设计计说明书书的内容容1) 目录；2) 设计题目目及原始始数据(任务书书)；3) 简述醋酸酸水精馏馏过程的的生产方方
3、法以及及特点；4) 论述精馏馏塔总体体结构的的选择和和材料的的选择；5) 精馏过程程的有关关计算（物物料衡算算，理论塔塔板数，回流比比，塔高，塔径，塔板设设计管径径等）；6) 设计结果果概要（主主要设备备尺寸，衡算结结果等）；7) 主体设备备设计计计算及说说明；8) 附属设备备的选择择；9) 参考文献献；10) 后记及其其他4、设计计图要求求1) 绘制主要要装置图图，设备技技术要求求，主要参参数，大小尺尺寸，部件明明细表，标题栏栏；2) 绘制设备备流程图图一张；3) 用坐标纸纸绘制醋醋酸水溶液液yx图一一张，并且用用图解法法求理论论塔板数数；4) 用坐标纸纸绘制温温度与气气液相含含量的关关系图
4、；二、概述述蒸馏是利利用液体体混合物物中各组组分挥发发度的不不同并借借助于多多次部分分汽化和和部分冷冷凝达到到轻重组组分分离离的方法法。蒸馏馏操作在在化工、石石油化工工、轻工工等工业业生产中中中占有有重要的的地位。为为此，掌掌握气液液相平衡衡关系，熟熟悉各种种塔型的的操作特特性，对对选择、设设计和分分析分离离过程中中的各种种参数是是非常重重要的。蒸馏过程程按操作作方式可可分为间间歇蒸馏馏和连续续蒸馏。间间歇蒸馏馏是一种种不稳态态操作，主主要应用用于批量量生产或或某些有有特殊要要求的场场合；连连续蒸馏馏为稳态态的连续续过程，是是化工生生产常用用的方法法。蒸馏过程程按蒸馏馏方式可可分为简简单蒸馏馏
5、、平衡衡蒸馏、精精馏和特特殊精馏馏等。简简单蒸馏馏是一种种单级蒸蒸馏操作作，常以以间歇方方式进行行。平衡衡蒸馏又又称闪蒸蒸，也是是一种单单级蒸馏馏操作，常常以连续续方式进进行。简简单蒸馏馏和平衡衡蒸馏一一般用于于较易分分离的体体系或分分离要求求不高的的体系。对对于较难难分离的的体系可可采用精精馏，用用普通精精馏不能能分离体体系则可可采用特特殊精馏馏。特殊殊精馏是是在物系系中加入入第三组组分，改改变被分分离组分分的活度度系数，增增大组分分间的相相对挥发发度，达达到有效效分离的的目的。特特殊精馏馏有萃取取精馏、恒恒沸精馏馏和盐溶溶精馏等等。精馏过程程按操作作压强可可分为常常压精馏馏、加压压精馏和和
6、减压精精馏。一一般说来来，当总总压强增增大时，平平衡时气气相浓度度与液相相浓度接接近，对对分离不不利，但但对在常常压下为为气态的的混合物物，可采采用加压压精馏；沸点高高又是热热敏性的的混合液液，可采采用减压压精馏。虽然工业业生产中中以多组组分精馏馏为常见见，但为为简化起起见，本本书主要要介绍两两组分连连续精馏馏过程的的设计计计算。2.1精精馏操作作对塔设设备的要要求精馏所进进行的是是气(汽)、液两两相之间间的传质质，而作作为气(汽)、液两两相传质质所用的的塔设备备，首先先必须要要能使气气(汽)、液两两相得到到充分的的接触，以以达到较较高的传传质效率率。但是是，为了了满足工工业生产产和需要要，塔
7、设设备还得得具备下下列各种种基本要要求： () 气(汽)、液处处理量大大，即生生产能力力大时，仍仍不致发发生大量量的雾沫沫夹带、拦拦液或液液泛等破破坏操作作的现象象。 () 操作作稳定，弹弹性大，即即当塔设设备的气气(汽)、液负负荷有较较大范围围的变动动时，仍仍能在较较高的传传质效率率下进行行稳定的的操作并并应保证证长期连连续操作作所必须须具有的的可靠性性。 () 流体体流动的的阻力小小，即流流体流经经塔设备备的压力力降小，这这将大大大节省动动力消耗耗，从而而降低操操作费用用。对于于减压精精馏操作作，过大大的压力力降还将将使整个个系统无无法维持持必要的的真空度度，最终终破坏物物系的操操作。 (
8、) 结构构简单，材材料耗用用量小，制制造和安安装容易易。 () 耐腐腐蚀和不不易堵塞塞，方便便操作、调调节和检检修。 () 塔内内的滞留留量要小小。2.2 板式塔塔的常用用塔型及及其选用用板式塔是是一类用用于气液液或液液液系统的的分级接接触传质质设备，由由圆筒形形塔体和和按一定定间距水水平装置置在塔内内的若干干塔板组组成。广广泛应用用于精馏馏和吸收收，有些些类型（如如筛板塔塔）也用用于萃取取，还可可作为反反应器用用于气液液相反应应过程。操操作时（以以气液系系统为例例），液液体在重重力作用用下，自自上而下下依次流流过各层层塔板，至至塔底排排出；气气体在压压力差推推动下，自自下而上上依次穿穿过各层
9、层塔板，至至塔顶排排出。每每块塔板板上保持持着一定定深度的的液层，气气体通过过塔板分分散到液液层中去去，进行行相际接接触传质质。根据据目前国国内外实实际使用用的情况况，主要要塔型是是泡罩塔塔、筛板板塔及浮浮阀塔。2.2.1 泡罩罩塔泡罩塔是是历史悠悠久的板板式塔，长长期以来来，在蒸蒸馏、吸吸收等单单元操作作所使用用的塔设设备中，曾曾占有主主要地位位，近三三十年来来由于塔塔设备有有很大的的进展，出出现了许许多性能能良好的的新塔型型，才使使泡罩塔塔的应用用范围和和在塔设设备中所所占的比比重有所所减少。但但泡罩塔塔并不因因此失去去其应用用价值，因因为它具具有如下下优点。 操作作弹性较较大，在在负荷变
10、变动范围围较大时时仍能保保持较高高的效率率。 无泄泄漏。 液气气比的范范围大。 不易易堵塞，能能适应多多种介质质。泡罩塔的的不足之之处在于于结构复复杂、造造价高、安安装维修修麻烦以以及气相相压力降降较大。然然而，泡泡罩塔经经过长期期的实践践，积累累的经验验比其他他任何塔塔型都丰丰富，常常用的泡泡罩已经经标准化化。在处处理非腐腐蚀性物物料时，整整个泡罩罩塔盘都都可用碳碳钢制造造。泡罩罩塔盘的的蒸气压压力降虽虽然高一一些，但但在常压压或加压压下操作作时，并并不是主主要问题题。2.2.2筛板板塔筛板塔也也是很早早出现的的一种板板式塔。20世纪50年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板
11、塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点：生产能力大（2040），塔板效率高（1015），压力降低（3050），而且结构简单，塔盘造价减少40左右，安装、维修都较容易。从而一反长期的冷落状况，获得了广泛应用。近年来对筛板塔盘的研究还在发展，出现了大孔径筛板（孔径可达2025mm）、导向筛板等多种型式。筛板塔盘盘上分为为筛孔区区、无孔孔区、溢溢流堰及及降液管管等几部部分。工工业塔常常用的筛筛孔孔径径为38mmm，按正正三角形形排列，孔孔间距与与孔径的的比为22.55。近年年来有用用大孔径径（10025mmm）筛筛板的，它它具有制制造容易易、不易易堵塞等等优点，只只是漏
12、液液点稍高高，操作作弹性较较小。与泡罩塔塔操作情情况类似似，液体体从上一一层塔盘盘的降液液管流下下，横向向流过塔塔盘，经经溢流堰堰进入降降液管，流流入下一一层塔盘盘。依靠靠溢流堰堰来保持持塔盘上上的液层层高度。蒸蒸气自下下而上穿穿过筛孔孔时，分分散成气气泡，穿穿过板上上液层。在在此过程程中进行行相际的的传热和和传质。筛板塔盘盘的特点点如下。（1） 结构简简单，制制造维修修方便。（2） 生产能能力较大大。（3） 塔板压压力降较较低。（4） 塔板效效率较高高，但比比浮阀塔塔盘稍低低。（5） 合理设设计的筛筛板塔可可具有适适当的操操作弹性性。（6） 小孔径径筛板易易堵塞，故故不宜处处理脏的的、黏性性
13、大的和和带有固固体粒子子的料液液。2.2.3 浮阀阀塔20世纪纪50年代代起，浮浮阀塔已已大量用用于工业业生产，以以完成加加压、常常压、减减压下的的精馏、吸吸收、脱脱吸等传传质过程程。大型型浮阀塔塔的塔径径可达110m，塔塔高达883m，塔塔板数有有数百块块之多。浮阀塔是是在泡罩罩塔的基基础上发发展起来来的，它它主要的的改进是是取消了了升气管管和泡罩罩，在塔塔板开孔孔上设有有浮动的的浮阀，浮浮阀可根根据气体体流量上上下浮动动，自行行调节，使使气缝速速度稳定定在某一一数值。这这一改进进使浮阀阀塔在操操作弹性性、塔板板效率、压压降、生生产能力力以及设设备造价价等方面面比泡罩罩塔优越越。但在在处理粘
14、粘稠度大大的物料料方面，又又不及泡泡罩塔可可靠。浮浮阀塔广广泛用于于精馏、吸吸收以及及脱吸等等传质过过程中。塔塔径从2200mmm到64000mmm，使用用效果均均较好。国国外浮阀阀塔径，大大者可达达10m，塔高高可达880m，板数数有的多多达数百百块。浮阀塔之之所以广广泛应用用，是由由于它具具有下列列特点。（1） 处理能能力大 浮阀阀在塔盘盘上可安安排得比比泡罩更更紧凑。因因此浮阀阀塔盘的的生产能能力可比比圆形泡泡罩塔盘盘提高22040。（2） 操作弹弹性大 浮阀阀可在一一定范围围内自由由升降以以适应气气量的变变化，而而气缝速速度几乎乎不变，因因之能在在较宽的的流量范范围内保保持高效效率。它
15、它的操作作弹性为为35，比筛筛板和舌舌形塔盘盘大得多多。（3） 塔板效效率高 由于于气液接接触状态态良好，且且蒸气以以水平方方向吹入入液层，故故雾沫夹夹带较少少。因此此塔板效效率较高高，一般般情况下下比泡罩罩塔高115左左右。（4） 压力降降小 气流通通过浮阀阀时，只只有一次次收缩、扩扩大及转转弯，故故干板压压力降比比泡罩塔塔低。在在常压塔塔中每层层塔盘的的压力降降一般为为40006666.6PPa。浮阀的型型式很多多，国内内已采用用的浮阀阀，如VV-1型型、V-4型、V-6型、十十字架型型和A型，其其中常用用的是VV-1型和和V-44型。浮阀塔盘盘操作时时的气液液流程和和泡罩塔塔相似；蒸气自
16、自阀孔上上升，顶顶开阀片片，穿过过环形缝缝隙，以以水平方方向吹入入液层，形形成泡沫沫。浮阀阀能够随随着气速速的增减减在相当当宽广的的气速范范围内自自由调节节、升降降，以保保持稳定定操作。2.3塔塔设备的的用材塔设备与与其他化化工设备备一样，置置于室外外、无框框架的自自支承式式塔体，绝绝大多数数是采用用钢材制制造的。这这是因为为钢材具具有足够够的强度度和塑性性，制造造性能较较好，设设计制造造的经验验也较成成熟。特特别是在在大型的的塔设备备中，钢钢材更具具有无法法比拟的的优点，因因而被广广泛地采采用。为为此，有有些场合合为了满满足腐蚀蚀性介质质或低温温等特殊殊要求，采采用有色色金属材材料（如如钛、
17、铝铝、铜、银银等）或或非金属属耐腐蚀蚀材料，也也有为了了减少有有色金属属的耗用用量而采采用渗铝铝、镀银银等措施施，或采采用钢壳壳衬砌、衬衬涂非金金属材料料的。用用这类材材料制成成的塔设设备，塔塔径一般般都不大大，当尺尺寸稍大大时，就就得在塔塔外用钢钢架结构构加强。此此外，这这些材料料在制造造、运输输、安装装等方面面都各有有特点，在在设计时时还应参参阅其他他有关资资料，认认真加以以考虑。可可供制作作塔设备备内件的的材料，比比之塔体体用材，选选择余地地更大了了。板式塔中中的塔盘盘，以及及浮阀、泡泡罩一类类气液接接触元件件，由于于结构较较为复杂杂，加之之安装工工艺和使使用方面面的要求求（如浮浮阀应能
18、能自由浮浮动），所所以仍是是以钢材材为主，其其他材料料（如陶陶瓷、铸铸铁等）为为辅。填填料的用用材，往往往只考考虑制造造成型方方面的性性能，所所以可用用多种材材料制成成同一型型式和外外形尺寸寸的填料料，以满满足不同同场合需需要。如如拉西环环最初是是用瓷做做的，以以后又出出现用钢钢、石墨墨或硬聚聚氯乙烯烯塑料等等制造；鲍尔环环也有用用钢、铝铝或聚丙丙烯塑料料等制造造；至于于高效的的丝网填填料，则则除了用用各种金金属丝网网外，还还可将尼尼龙、塑塑料等编编织成网网，进而而制得。总总之，选选材所考考虑得因因素较多多。三、设计计条件及及主要物物性参数数、生产产能力年产量：F万吨/年 (每每年生产产日按3
19、330天天计算)；分子量：2、原料料以醋酸水二二元体系系，进料混混合物为为含醋酸酸初始浓浓度的粗粗馏冷凝凝液3、产品品要求塔顶馏出出液中醋醋酸含量量塔釜残出出液中醋醋酸含量量4、进料料状况：泡点进进料（）5、主要要物性参参数. 醋酸的分分子量：60.05 ，水的分分子量：18.02. 醋酸熔点点为166.6，沸点为为1177.9，密度为为1.0049gg/mll. 常压：1101.3KPPa. 在常压下下，水的凝凝固点为为0，沸点为为1000，密度为为0.9998gg/mll。水在在0的凝固固热为55.999KJ/moll(或880caal/gg)，水在1100的汽化化热为440.66KJ/m
20、oll(或5542ccal/g). 醋酸水的相相对挥发发度为，混合液液的表面面张力=20mmN/mm。. 温度为1109.2时，醋醋酸的粘粘度为：，水的的粘度为为：；温温度为1109.2时，醋醋酸的粘粘度为：，水的的粘度为为：. 醋酸水水气液平平衡组成成数据如如下表所所示醋酸水水（1001.335kPPa）温度/醋酸摩尔尔分数液相x气相y118.21.0000 1.0000 108.20.7330 0.6006 105.30.5445 0.4335 103.80.4112 0.2993 102.80.3110 0.2110 101.90.2331 0.1555 101.30.1667 0.11
21、14 100.90.1114 0.0881 100.50.0770 0.0550 100.20.0332 0.0223 100.00.0000 0.0000 四、工艺艺设计计计算4.1物物料衡算算=0.330，=0.9999，=0.002，F=00.01175KKmoll/s因为所以因为所以4.2理理论板数数的计算算1）逐板板计算（qq=1）：=0.30 =0.9999 =0.02醋酸水的相相对挥发发度为=1.65所以相平平衡方程程：或所以 所以精馏段操操作线提馏段操操作线第一块塔塔板上升升的气相相组成由第一块块塔板下下降的液液体组成成由第二块块塔板上上升的气气相组成成由第二块块塔板下下降的液
22、液体组成成由第三块块塔板上上升的气气相组成成由第三块块塔板下下降的液液体组成成由第四块块塔板上上升的气气相组成成由第四块块塔板下下降的液液体组成成如此反复复计算得得0.99942 00.999050.99912 00.988560.98868 00.977840.98802 00.966770.97705 00.955220.95564 00.933000.93361 00.899880.90077 00.855630.86690 00.800080.81184 00.733200.75558 00.655230.68831 00.566640.60049 00.488130.52274 00
23、.400350.45565 00.333730.39962 00.288450.330由于=0.330，因此精精馏段所所需理论论板数为为19块块，第200块为加料料板。对于提馏馏段：其其操作线线方程为为所以，第第21块块塔板上上升的气气相组成成由气液平平衡关系系式可知知，第211块塔板板下降的的液体组组成同理可知知：0.28894 00.199800.23375 00.155880.18896 0.1124220.14473 00.099480.11114 00.077060.08818 00.055120.05581 00.033600.03395 00.022430.02252 00.01
24、154=0.02故提馏段段所需理理论板数数为100块。综上所述述理论板板层数为为 (不不包含再再沸器)进料板位位置为自自塔顶往往下的第第20层即即为2）图解解法计算算理论板板数作图求求（，）根据醋酸酸水（1101.3MPPa）的的汽-液液平衡组组成表可可作出平平衡线（附附图1）因为q=1所以以加料线线 =所以加料料线与平平衡线交交于点（，）=（0.30，0.4142）求最小小回流比比因为=所以=55.122求R R=2=25.112=10.24精馏塔塔的操作作方程 因为R=10.24，所以即提馏段段的操作作方程 因为R=10.24，D=00.00050 Kmool/ss ，W=00.01125
25、 Kmoll/s ，F =0.001755 Kmmol/s，所以即在附图图1上作作出精馏馏段、提提馏段的的直线 由图可知知：（不不包括塔塔釜）加料板由由上至下下第200块板，精馏段段共需119块板板，提馏段段共需110块板板4.3实实际塔板板计算板效率：利用奥奥康奈尔尔的经验验公式其中：塔顶与与塔底的的平均温温度下的的相对挥挥发度塔顶与与塔底的的平均温温度下的的液相粘粘度，根据醋酸酸-水（1101.3MPPa）的的汽-液液平衡组组成表可可画出温温度组成成图（附附图2）由， 可可由图上上推得 此时,由粘度图图(参见化化工原理理上册册P2776)查出：，所以（第335块板进进料）五、精馏馏塔的塔塔
26、体工艺艺尺寸计计算已知:塔塔径计算算中板间间距由附图11得第220块加加料板=0.330，对对照附图图2得此此时t= 此时 根据温度度，查阅阅化工工原理上册P262表格和P272图可知液体分子子量：气体分子子量：根据筛板板塔的泛泛点关联联图（化化工原理理下册册，P1129图图10-42），得 （表面张力=20mN/m）由液体表表面张力力共线图图（化化工原理理上册册，P2274图图）可知知，液泛速度度：取泛点百百分率为为0.88选择单单流型塔塔板，取0.7D根据弓形形降液管管的宽度度和面积积（参见见化工工原理下下册，PP1277图100-400） 调整整到D=1.11m实际泛点点百分率率：六、塔
27、板板工艺设设计选取平平顶溢流流堰，取=0.004m采取垂垂直弓型型降液管管和平地地受液盘盘，取=0.004m取液体体进出口口安定区区宽度 边缘宽宽度取孔径径 孔孔间距tt=0.0188m由弓型降降液管的的宽度和和面积（参参见化化工原理理下册册，P1127图图10-40），可推得 七、塔板板的校核核7.1精精馏段（a）板板压降的的校核取板厚=6mm由干板孔孔流系数数图(参参见化化工原理理下册册，P1132图110-445),查得=00.8550由液流收收缩系数数图(参参见化化工原理理下册册，P1134图图10-48)得E=1.003由充气系系数和动动能因子子间的关关系图(参见化化工原理理下册册，
28、P1132图图10-46)得=0.56本设计常常压操作作，对板压压降本身身无特殊殊要求。（b）液液沫夹带带量的校校核按 和和泛点百百分率00.6665由液沫夹夹带关联联图(参参见化化工原理理下册册，P1132图图10-47),得（c）溢溢流液泛泛条件校校核=0.004m=0.0012555m=0.006322m=0（忽忽略液面面落差）醋酸和水水不易起起泡=00.8降液管内内泡沫层层高度不会发发生溢流流液泛（d）液液体在降降液管内内停留时时间校核核 不会产产生严重重气泡夹夹带（e）漏漏液点的的校核 设漏液点点的孔速速，相应的的动能因因子 由筛板漏漏液点关关联图(参见化化工原理理下册册，P1135
29、图图10-49)，查得得漏液点点的干板板压降=0.000933m液柱，由由此求出出漏液点点孔速为为此计算值值与假定定值相接接近，故计算算结果正正确塔板的稳稳定系数数K=表明塔板板有足够够的操作作弹性7.2提提馏段由附图11查得 =0.1388=0.2077液体分子子量：气体分子子量：根据温度度，查化化工原理理上册P2262和和P2772图可可知，根据筛板板塔的泛泛点关联联图(参参见化化工原理理下册册，P1129图图10-42)，查得=00.088（表面面张力=200mN/m）（a）降降压板的的校核由液流收收缩系数数图(参参见化化工原理理下册册，P1134图图10-48)得E=1.0047由充气
30、系系数和动能能因子间间的关系系(参见见化工工原理下下册，PP1322图100-466)，得=0.58本设计常常压操作作，对板压压降本身身无特殊殊要求。（b）液液沫夹带带量的校校核按由液体表表面张力力共线图图(参见见化工工原理上上册，PP2744图100-466)，得得液泛速度度：泛点百分分率：由液沫夹夹带关联联图得（c）溢溢流液泛泛条件校校核=0.004m=0.002088m=0 =0.009177m醋酸和水水不易起起泡降液管内内泡沫层层高度不会发发生溢流流液泛（d）液液体在降降液管内内停留时时间校核核不会产产生严重重气泡夹夹带（e）漏漏液点的的校核设漏液点点的孔速速m/ss 相应应的动能能因
31、子由筛板漏漏液点关关联图(参见化化工原理理下册册，P1135图图10-49)，查得得漏液点点的干板板压降=0.000999m液柱此计算值值与假定定值相接接近，故计算算结果正正确塔板的稳稳定系数数K=表明塔板板有足够够的操作作弹性八、塔板板负荷性性能8.1精精馏段（a）液液相下限限线 令m 并假设设修正系系数E=1.002 则可由液液流收缩缩系数(参见化化工原理理下册册，P1134图图10-48),得EE=1.02表明结果果正确 得附图图3：线线4（b）液液相上限限线 取取停留时时间3ss得附图33：线55（c）漏漏液线第一点：第二点：设漏液点点的孔速速 ，相相应的动动能因子子 由筛板漏漏液点关
32、关联图(参见化化工原理理下册册，P1135图图10-49)，查得得漏液点点的干板板压降=0.002055m液柱，由由此求出出漏液点点孔速为为此计算值值与假定定值相接接近，故故计算结结果正确确则两点可可得漏液液线（附附图3：线2）（d）过过量液沫沫夹带线线第一点：取 令由液沫夹夹带关联联图(参参见化化工原理理下册册，P1132图图10-47)，得泛泛点百分分率为00.777第二点：取由液沫夹夹带关联联图(参参见化化工原理理下册册，P1132图图10-47)，得泛泛点百分分率为00.799由筛板塔塔的泛点点关联图图(参见见化工工原理下下册，PP1299图100-422)，得得两点可可得过量量液沫夹
33、夹带线（附附图3：线1）（e）溢溢流液泛泛线第一点：取可由液液流收缩缩系数得得E=11.133第二点：取可由液液流收缩缩系数得得E=11.17若同样将将溢流液液泛线近近似看成成直线，连接以以上两点点即可求求得（附附图3：线3）8.2提提馏段（a）液液相下限限线 与与精馏段段相同 附附图4：线4（b）液液相上限限线 与与精馏段段相同 附图图4：线线5（c）漏漏液线第一点：第二点：设漏液点点的孔速速m/ss 相应应的动能能因子由筛板漏漏液点关关联图(参见化化工原理理下册册，P1135图图10-49)，查得得漏液点点的干板板压降 =0.0211m液柱此计算值值与假定定值相接接近，故故计算结结果正确确
34、则两点可可得漏液液线（附附图4：线2）（d）过过量液沫沫夹带线线第一点：取 令由液沫夹夹带关联联图(参参见化化工原理理下册册，P1132图图10-47)，得泛泛点百分分率为885%第二点：取由液沫夹夹带关联联图(参参见化化工原理理下册册，P1132图图10-47)，得泛泛点百分分率为886%由筛板塔塔的泛点点关联图图(参见见化工工原理下下册，PP1299图100-422)，得得两点可可得过量量液沫夹夹带线（附附图4：线1）（e）溢溢流液泛泛线第一点：取可由液液流收缩缩系数得得E=11.133第二点：取可由液液流收缩缩系数得得E=11.177若同样将将溢流液液泛线近近似看成成直线，连接以以上两点
35、点即可求求得（附附图4：线3）九、辅助助设备选选型精馏装置置的主要要附属设设备包括括蒸汽冷冷凝器、塔塔底再沸沸器、原原料预热热器、直直接蒸汽汽鼓管、物物料输送送管及泵泵等。前前四种设设备本质质上属换换热器，并多采采用列管管式换热热器，管线和和泵属输输送装置置。9.1回回流冷凝凝器按冷凝器器与塔的的位置，可分为为：整体体式、自自流式和和强制循循环式。图 6-1冷凝凝器的型型式（1）整整体式如图6-1(aa)和(b)所示示。将冷冷凝器与与精馏塔塔作成一一体。这这种布局局的优点点是上升升蒸汽压压降较小小，蒸汽汽分布均均匀，缺缺点是塔塔顶结构构复杂，不不便维修修，当需需用阀门门、流量量计来调调节时，需
36、需较大位位差，须须增大塔塔顶板与与冷凝器器间距离离，导致致塔体过过高。该型式常常用于减减压精馏馏或传热热面较小小场合。（2）自自流式如图6-1（cc）所示示。将冷冷凝器装装在塔顶顶附近的的台架上上，靠改改变台架架的高度度来获得得回流和和采出所所需的位位差。（3）强强制循环环式如图6-1（dd）、（ee）所示示。当冷冷凝器换换热面过过大时，装装在塔顶顶附近对对造价和和维修都都是不利利的，故故将冷凝凝器装在在离塔顶顶较远的的低处，用用泵向塔塔提供回回流液。需指出的的是，在在一般情情况下，冷冷凝器采采用卧式式，因为为卧式的的冷凝液液膜较薄薄，故对对流传热热系数较较大，且且卧式便便于安装装和维修修。9
37、.2管管壳式换换热器的的设计与与选型管壳式换换热器的的设计与与选型的的核心是是计算换换热器的的传热面面积，进进而确定定换热器器的其它它尺寸或或选择换换热器的的型号。9.2.1流体体流动阻阻力（压压强降）的的计算（1）管管程流动动阻力管程阻力力可按一一般摩擦擦阻力公公式求得得。对于于多程换换热器，其其阻力pii等于各各程直管管阻力、回回弯阻力力及进、出出口阻力力之和。一一般情况况下进、出出口阻力力可忽略略不计，故故管程总总阻力的的计算式式为 (66-1)式中P1、P2分别别为直管管及回弯弯管中因因摩擦阻阻力引起起的压强强降，PPa；FFt结垢校校正因数数，对25mmm2.55mm的管管子取11.
38、4；对19mmm2mm的管管子取11.5；NP管程数数；Ns串联的的壳程数数。上式中直直管压强强降PP1可按按第一章章中介绍绍的公式式计算；回弯管管的压强强降PP2由下下面的经经验公式式估算，即即 (66-2)（2）壳壳程流动动阻力壳程流流动阻力力的计算算公式很很多，在在此介绍绍埃索法法计算壳壳程压强强降PP0的公公式，即即 (6-3)式中P1流流体横过过管束的的压强降降，Paa；P2流流体通过过折流板板缺口的的压强降降，Paa；FS壳程压压强降的的结垢校校正因数数；液体体可取11.155，气体体可取11.0。 (6-4)式中F管管子排列列方法对对压强降降的校正正因数，对对正三角角形排列列F=
39、0.5，对对转角三三角形为为0.44，正方方形为00.3；壳程程流体的的摩擦系系数；横过过管束中中心线的的管子数数；Ncc值可由由下式估估算：管子按正正三角形形排列： (6-5)管子按正正方形排排列： (6-66)式中 n换热器器总管数数。折流流挡板数数；h折折流挡板板间距；按壳壳程流通通截面积积A0计算算的流速速，m/s，而而。9.2.2管壳壳式换热热器的选选型和设设计计算算步骤(1)计计算并初初选设备备规格a确定定流体在在换热器器中的流流动途径径b根据据传热任任务计算算热负荷荷Q。c确定定流体在在换热器器两端的的温度，选选择列管管换热器器的形式式；计算算定性温温度，并并确定在在定性温温度下的的流体物物性。d计算算平均温温度差，并并根据温温度差校校正系数数不应小小于0.8的原原则，决决定壳程程数。e依据据总传热热系数的的经验值值范围，或或