化工设计答辩问题准备,附答案版

精馏塔设计答辩问题：

1、 最小回流比应该如何确定？

精馏操作中，由精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L 与塔顶产品流量D 的比值,即R ＝L/D 。回流比的大小,对精馏过程的分离效果和经济性有着重要的影响。因此，在精馏设计时，回

流比是一个需认真选定的参数。 最小回流比Rmin=P D

D

D x -y y -x 2、 如何求取塔顶或塔底处的相对挥发度？如何求全塔的平均相对挥发度？

相对挥发度：习惯上将溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比，称为相对挥发度。以α表示。

α=(yA/yB)/(xA/xB)，

式中，yA ——气相中易挥发组分的摩尔分数；yB ——气相中难挥发组分的摩尔分数； xA ——液相中易挥发组分的摩尔分数；xB ——液相中难挥发组分的摩尔分数。

塔顶处相对挥发度：

xD=0.97,yD=0.9854,αD=0874.297.0-19854.0-1/97.09854.0=

进料处相对挥发度：

xF=0.97,yF=0.9854,αF=9570.1.340-1.67070-1/34.06707.0=

塔釜处相对挥发度：

xW=0.97,yW=0.9854,αW=3355.01356.0-1.050-1/1356.005.0=

精馏段平均相对挥发度αm(精)= 2F

D αα+=2.0000

提留段平均相对挥发度αm(提)= 2F

αα+W =1.1463

3、 分析回流比对精馏过程的影响，如何确定适宜的回流比？

精馏操作中，由精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L 与塔顶产品流量D 的比值,即R ＝L/D 。 回流比有两个极限，一个是全回流比，另一个是最小回流比，操作回流比介于二者之间。设备费与操作费之和最低是最适回流比。回流比小塔板数就多，设备费就大；回流比大，塔板数小，但是塔内蒸汽量就大，塔径蒸馏釜冷凝器的尺寸就大，设备费高。

4、 实际的进料板位置应该如何确定？

参看文档14页， x6=0.3225 < xf ，xf 为进料处的液相组成，选择第六板进料。

5、 如何确定实际塔板效率和实际塔板数目？

全塔效率ET （已给出）：ET=0.5，实际塔板数N ：

精馏段：N 精=5/ET=5/0.5=10层；提馏段：N 提=5/ET=5/0.5=10层

6、 塔盘可以分为几个区？各区的作用分别是什么？

7、 在塔板上，溢流堰的作用是什么？底隙高度怎么确定？

溢流堰为塔板上液体溢出的结构，具有维持板上液层及使液体均匀溢出的作用，又可分为出口堰及入口堰。

8、 为什么塔板会有液面落差？

9、 流体力学核算包括哪些内容？

气体通过筛板压降相当的液柱高度（分精馏提馏两段，下同）；雾沫夹带量；漏液；液泛。

10、 板式精馏塔会有哪些不正常的操作现象，如何避免？

11、 塔板负荷性能图分别由那些线组成？（作图说明）

雾沫夹带线、液泛线、漏液线、操作线、液相负荷上限线、液相负荷下限线、

12、 在精馏操作中，若发现塔顶组成下降到合格线以下，应该采取什么措施来使塔顶馏 出产品合格？

25、 设计中还有哪些不足，如何改进？

这次课程设计是团队合作，主要负责计算，绘图、编辑没有太多的接触

团队之间应该多多加强交流，定期召开小组会议，汇报每人近期完成的任务。

26、 带控制点的流程图中P101A/B 代表什么含义？（为什么？）

压力指示控制

27、 精馏塔的操作弹性是不是越大越好？

精馏塔的操作弹性越大，说明保证该塔正常操作的范围越大，操作越稳定，但是也造成了不必要的浪费，所以不是越大越好。

28、 负荷性能图中的液相上限线与液泛线有什么区别？

液相的上限线

当液体在降液管中停留时间低于5s 时，液相中所含气体释放不净，导致返混，影响塔板效率。此时，液相流量不宜再增大，故称该流量为液相流量上限线。

降液管内液泛线

当降液管内泡沫层高度达到上层塔板，使液流不畅时即开始发生液泛，根据液体流动的能量衡算所得关系

29、 为什么精馏塔的塔径要分两段分别计算？有无一般性的原则？

在连续精馏过程中，因原料液连续的进入塔内，故精馏段和提馏段的操作关系式是不同的，应该分别予以讨论。

30、 筛孔的孔中心距t 应该如何选取？

取筛孔孔径d0为5mm 正三角形排列，一般碳钢的板厚δ为4mm

对于正三角形排列：t=d0(0.907Aa/A0)^(1/2)

取t/d0=3.5 故孔中心距t=3.5×5.0=17.5 mm

31、 如何确定溢流堰的高度hw?

溢流堰长lW 为0.7D ，即lW=0.7×1.4=0.98 m

出口堰高hW , hW=hL-hoW 由7.04.198.0==D l W 28.70.9892

.6 2.55.2W h ==l l 查得E 为1.02 求得堰上液高度：

0107.0)0.986.92(1.02)10002.84()l l )E(10002.84(3232w h =⨯⨯==ow h m

故0593.00107.0-07.0-h L ===ow w h h m

32、 塔板间距Ht 应该如何选取？

根据理论塔板数推导出实际塔板数，对于黏度大的物料一般板间距要大一些。

初选板间距HT=0.4m,取板上层液高度HL=0.07m ，然后进行流体力学校核

33、 何谓泛点率，合理的泛点率范围是多少？

泛点率简单说就是实际气速跟泛点气速的比值！一般要控制在小于80%

34、 一般塔板上的开孔率的范围是多少？开孔率的大小与板效率有什么关系？

5--15%，开孔率规定为筛板上筛孔的总面积与开孔区 (又称有效传质区)面积的比值，即 Φ=A0/Aa 式中：Φ—开孔率（%）5%.7907.0100%A A 20

0==⨯=）（d t αϕ，开孔率越大，板的效率越低。

35、 怎样确定筛板塔的塔板厚度？

一般碳钢的板厚δ为4mm ，我们的设计过程是先选取了该厚度，接着对此厚度的塔板进行流体力学校正，并且分别做出了精馏段和提馏段的塔板负荷性能图，得出了该厚度满足设计的要求。

13、 设计时，若设计操作点很靠近液泛线或液沫夹带线，应该怎么调整设计参数？ 重新选取液泛线和液沫夹带线

14、 如何确定塔板的液相上限线和下限线？

液相上限线：以θ=5s 作为液体在降液管中停留的时间的下限5L H A s T f ==

θ

液相下限线：对于平直堰，取堰上液层高度187m 0.00=w h ，化为最小液体负荷标准

15、 什么叫塔板的操作弹性？

操作弹性为塔的最大气相流量与最小气相流量的比值

16、 如何确定塔板的漏液线和液泛线？

液泛线：)h (H H w T d

+=φ，d p d h h h H ++=l ，σh h h H c p ++=l 0w L h h H +=w

联立得：d w w h h h +++=+0p w T h )h (H φ

漏液线：v C ρρσ/)h -0.13h (0.00564.4u L L 0min

0+=， 17、 塔板有哪些种类？你选择塔板的理由是什么？

泡罩、浮阀、筛板 浮阀优点：（1）结构简单、金属耗量少、造价低（2）气体压降小、板上液面落差也较小。（3）塔板效率较高， 改进的大孔筛板能提高气速和生产能力，且不易堵塞塞孔。