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=PDDDx-yy-x2、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)=2FD=2.0000提留段平均相对挥发度αm(提)=2FW=1.14633、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=0.3225xf，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=17.5mm31、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=0.98m出口堰高hW,hW=hL-hoW由7.04.198.0DlW28.70.9892.62.55.2Whll查得E为1.02求得堰上液高度：0107.0)0.986.92(1.02)10002.84()ll)E(10002.84(3232whowhm故0593.00107.0-07.0-hLowwhhm32、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%AA200）（dt，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5LHAsTf液相下限线：对于平直堰，取堰上液层高度187m0.00wh，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(HHwTd，dpdhhhHl，hhhHcpl0wLhhHw联立得：dwwhhh0pwTh)h(H漏液线：vC/)h-0.13h(0.00564.4uLL0min0，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。18、如何确定精馏塔的接管尺寸？根据计算所得的公称直径并进行取整19、塔顶的冷凝器应该如何选型？根据出料温度和出料物质的性质20、进料泵的型号如何确定？由额定流量和扬程确定21、精馏塔的塔径应如何确定？塔径的系列标准是什么？1.310.559814.3751.04'4D'SV22、什么时候塔板要进行分块？分块的原则是什么？堰上液层高度大于60—70mm23、如何确定筛孔的数目或浮阀的数目？孔40701.706)5.71101158()At101158(2323n24、设计时对生产安全方面要作哪些考虑？操作压力和温度的控制