《化工原理课程设计................正戊烷和正己烷》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理课程设计................正戊烷和正己烷（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、安就驱工犬爭课程设计说明书题目: 别离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计安徽理工大学课程设计论文任务书学号学生专业班级设计题目别离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计设 计 技 术参 数料液种类：正戊烷-正己烷混合液年处理量：30000吨料液浓度：65%轻组分质量分数塔顶产品浓度：96%轻组组分质量分数塔底釜液浓度：96%重相组分质量分数每年实际生产天数：330天一年中有一个月检修 精馏塔塔顶压强：4kPa表压设备形式：筛板精馏塔厂址：淮南地区设计要求完成精馏塔工艺设计、精馏设备设计、配管设计，绘制塔板结构简图，编制设计 说明书。工 作 量说明书总页数不少于25页工 作 计 划1、布置任务，查阅资料，其
2、它准备2天2、主要工艺设计计算3天3、辅助设备选型计算2天4、绘制工艺流程图2天5、绘制主要设备工艺条件图2天6、排版2天7、考核1天 合计：14天参 考 资 料1 王志魁化工原理化学工业出版社北京：20212 贾绍义化工原理课程设计天津：天津大学出版社，20023 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， 20214 马江权，冷一欣化工原理课程设计北京：中国石化出版社，2021指导教师签字教研室主任签字机械工程学院过控 教研室、八、亠前言1.概论1.1 设计目的51.2 塔设备简介62.流程简介错误!未定义书签。3. 工艺计算73.1物料衡算83.2理论塔板数的计算93.2.
3、1由正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y图，93.2.2 q线方程93.2.3平衡线103.2.4求最小回流比及操作回流比113.2.5求精馏塔的气、液相负荷113.2.6操作线方程123.2.7逐板法求理论板113.2.8实际板层数的求取134. 塔的结构计算134.1混合组分的平均物性参数的计算134.1.1平均温度t 13m4.1.2平均摩尔质量144.1.3平均压强p 15m4.1.4平均密度154.1.5液体的平均粘度174.1.6液相平均外表张力184.2塔高的计算184.2.1最大空塔气速和空塔气速184.2.2塔径194.2.3 塔径的圆整214.2.4塔截面积A 21工4.
4、2.5实际空塔气速u214.3精馏塔有效高度的计算225. 塔板主要工艺尺寸的计算225.1溢流装置计算225.1.1 堰长 l 22w5.1.2溢流堰高度h溢流堰高度计算公式22w5.1.3弓形降液管宽度W及截面积A 23丄f5.1.4降液管底隙高度h 24_0_5.2塔板布置筛板数目与排列245.2.1塔板的分块245.2.2边缘区宽度确定255.2.3开孔面积的计算255.2. 筛孔计算及其排列错误!未定义书签。6. 筛板的流体力学验算246.1气相通过筛板塔板的压降错误!未定义书签。46.1.1干板电阻 hc266.1.2板上充气液层阻力h26丄6.2、液泛验算266.2.1与气体通过
5、塔板的压降相当的液柱高度h 27p6.2.2液体通过降液管的压头损失h，27_D_6.2.3板上液层高度，取hL=0.05m错误!未定义书签。6.3液沫夹带276.4漏液的验算277. 塔板负荷性能图277.1漏液线277.2液沫夹带线287.3液相负荷下限线287.4液相负荷上限287.5液泛线298. 精馏塔的工艺设计结果总表329. 塔附件设计339.1 接管进料管3319.2 法兰349.3筒体与封头349.3.1筒体349.3.2封头349.4 人孔349.5冷凝器359.6再沸器33510. 参考书目3611. 总结34指导教师评语35前言化工原理课程设计是高等学校的一门专业必修课
6、,通过本课程学习,有利于 培养学生的独立工作、独立思考和运用所学知识解决实际工程技术问题的能力, 是提高学生综合素质,使大学生向工程师转化的一个重要的教学环节。蒸馏单元操作自古以来就在工业生产中用于别离液体混合物。它是利用液体 混合物中各组分的挥发度不同进行组份别离的，多用于别离各种有机混合液，蒸 馏有许多操作方式，按有没有液体回流，可分为有回流蒸馏与无回流蒸馏，有回 流的蒸馏称为精馏。本次设计的要求是要设计正戊烷正己烷常压精馏塔设计， 用以别离正戊烷正己烷的混合液。此次设计在老师的指导下进行，运用学过的根底知识，锻炼自己设计生产设 备的能力。此次设计加深了我们对精馏操作的认识，锻炼了我们阅读
7、化工原理文 献并且搜集资料的能力，同时液培养了我们独立思考问题、分析问题、解决问题 的能力，也培养了我们相互协作的能力，为今后实际工作的应用打好了根底。 由于设计者的水平有限，所设计的方案之中难免有不妥之处，希望老师给予批 评指正。1.1 设计目的蒸馏是别离均相混合物的单元操作，精馏是最常用的蒸馏方式，是组成化工 生产过程的主要单元操作。精馏是典型的化工操作设备之一。进行此次课程设计 的目的是为了培养综合运用所学知识来解决实际化工问题的能力,做到能充分的 运用自己所学的知识和全面掌握精馏的原理及实质；掌握化工设计的根本程序和 方法；学会查阅技术资料、选用公式和数据；用简洁文字和图表表达设计结果
8、； 用 CAD 制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次根本训练，为以后从事设计 工作打下坚实的根底。同时也是一个能力的锻炼过程。1.2 塔设备简介塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一,他可以使气（或 汽）或液液两相紧密接触，到达相际传质及传热的目的。在化工厂、石油化工厂、 炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定 额，以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。塔设备中常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体 的冷却和回收、气体的湿法净制和枯燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和 减湿等。最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。作
9、为主要用于传质过程的塔设 备，首先必须使气汽液两相能充分接触，以获得高的传质效率。此外，为满 足工业生产的需要，塔设备还必须满足以下要求：1、生产能力大；2、操作稳定， 弹性大；3、流体流动阻力小；4、结构简单、材料耗用量少，制造和安装容易； 5、耐腐蚀和不易阻塞，操作方便，调节和检修容易。在本设计中我使用筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单造价低。合理的设 计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性，而且效率高采用筛板可解决堵塞 问题适当控制漏液。筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后通过大量的工业实 践逐步改良了设计方法和结构，近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质设 备。为减少
10、对传质的不利影响，可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状这样可 以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。筛板塔多用不锈钢板或合金制成， 使用碳钢的比率较少。它的主要优点是：结构简单，易于加工，造价为泡罩塔的60左右，为浮阀 塔的80%左右；在相同条件下，生产能力比泡罩塔大20%40%；塔板效率较高， 比泡罩塔高15%左右，但稍低于浮阀塔；气体压力降较小，每板降比泡罩塔约低 30%左右。缺点是：小孔筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子 的料液；操作弹性较小约2 3。2.流程简介图1-1.精馏过程流程图3 . 工艺计算图2-1.全塔物料衡算图3.1物料衡算进料浓度为 X =0.69mol
11、%，X=0.97(mol%),FDX=0.05mol%W正戊烷的摩尔质量 M=72kg/kmolA正己烷的摩尔质量 M=86kg/kmolB那么 M =72X0.69+86X0.31二 76.34kg/kmolFM =72X0.97+86X0.03=72.42kg/kmolDM=72X0.05+86X0.95 =85.3kg/kmolWF= 30000T/y=30000000/(M 24*330)=49.62Kmol/hFX由 F=D+WFX =DX +WXFDW得：D=34.52Kmol/hW=15.1 Kmol/h式中 F原料液流量D塔顶产品量W塔底产品量3.2理论塔板数的计算3.2.1由
12、正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y图，如下:表3-1各组分的饱和蒸汽压与温度的关系温度T/C正戊烷Pa正己烷Pa总压pap-pbpa-pbxy3557550.018625.010133070045.071885.01.0411.012640115100.037250.010133064080.077850.00.8230.93542123960.040606.010133060724.083354.00.7290.89144131048.043290.810133058039.287757.20.6610.85546136718.445438.610133055891.491279.80.
13、6120.82648141254.747156.910133054173.194097.80.5760.80350159400.054030.010133047300.0105370.00.4490.70652170340.058494.010133042836.0111846.00.3830.64454179092.062065.210133039264.8117026.80.3360.59356186093.664922.210133036407.8121171.40.3000.55258191694.967207.710133034122.3124487.20.2740.51960214100.076350.010133024980.0137750.00.1810.38358191694.967207.710133034122.3124487.20.2740.51960214100.076350.010133024980.0137750.00.1810.3836510133021410.0167658.000322 q线方程进料热状态认为是饱和液体进料，所以：q=lq线方程：一条垂直于x轴的直线即x=0.69323平衡线表3-2 各组分得饱和蒸汽压与温度得关系PA，二115100+精159400 -1151001(42.45 - 40)二 125953.5
