正己烷-正庚烷分离过程筛板精馏塔课程设计.doc

化工原理
课程设计说明书
正己烷-正庚烷分离过程
筛板精馏塔设计
系别:化工系
班级:09化工2班
学号:0906210225
姓名:张艳攀
指导老师:李梅
设计日期:2012年六月10号星期五
目录
第一部分概述 4
一、设计目标 4
二、设计任务 4
三、设计条件 4
四、设计内容 4
五、工艺流程图 4
第二部分工艺设计计算 6
一、设计方案的确定 6
二、精馏塔的物料衡算 6
、塔底产品的摩尔分数 6
、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 6
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三、塔板数的确定 7
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四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 9
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五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 12
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六、塔板主要工艺尺寸的计算 14
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七、筛板的流体力学验算 16
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八、塔板负荷性能图 19
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6. 操作线 22
九、设计一览表 24
十、操作方案的说明: 25
附表 26
总结 29
参考文献 29
第一部分概述
一、设计目标
分离正己烷-正庚烷混合液的筛板式精馏塔设计
二、设计任务
试设计分离正己烷-正庚烷混合物的筛板精馏塔。精馏分离含正己烷30%的正己烷-正庚烷混合液,要求塔顶馏岀液中含正己烷不小于96%,塔底釜液中含正己烷不高于2%。(以上均为质量分数)-正庚烷混合液。
三、设计条件
操作压力
进料热状况
回流比与最小回流比比值
单板压降
全塔效率
4kPa(塔顶表压)
气液混合进料



四、设计内容
编制一份设计说明书,主要内容包括:
1、设计任务。
2、塔的工艺计算:包括全塔物料衡算、塔底及塔顶温度、精馏段和提馏段气液负荷、塔的理论板数、实际板数。
3、塔的结构设计:包括塔高、塔径、降液管、溢流堰、开孔数及开孔率。
4、塔板流体力学验算。
5、塔板负荷性能图。
6、撰写设备结果一览表。
7、绘制精馏塔的设备图。
8、设计感想、设计评价。
9、参考文献。
五、工艺流程图
精馏装置包括精馏塔,原料预热器,再沸器,冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中,热能利用率很低,为此,在确定流程装置时应考虑余热的利用,注意节能。另外,为保持塔的操作稳定性,流程中除用泵直接送入塔原料外,也可以采用高位槽送料以免受泵操作波动的影响。
原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品(釜残液)再沸器中原料液部分汽化,产生上升蒸汽,依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝,然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体,其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行,流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表(流量计、温度计和压力表)。以测量物流的各项参数。
塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器,以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料,则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面,合理的兼顾设备,操作费用操作控制及安全因素。
连续精馏操作流程图
第二部分工艺设计计算
一、设计方案的确定
本设计任务书为分离正己烷-正庚烷混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。设计中采用气-液混合进料,将原料液通过预热器加热至83℃后送入精馏塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
二、精馏塔的物料衡算
、塔底产品的摩尔分数
正己烷的摩尔质量=
正庚烷的摩尔质量=
原料处理量为: kg/h
、塔底产品含正己烷摩尔分数和平均相对分子质量



=+ (1-