中国石油大学课程设计-曹震-正戊烷-正己烷-正庚烷-正辛烷.docx

化工原理课程设计说明书设计题目:设计连续精馏分离装置(分离正戊烷,正己烷,正庚烷,正辛烷混合物)班级:化工06-2班姓名:曹震指导老师:马庆兰设计成绩:日 期:2009年6月8日——2009年7月1日目录设计方案简介 2工艺流程简图 3第一章塔的工艺计算 4§ 4§ 5§ 9§ 11§ 11§ 13§ 14§ 14§ 18§ 21第二章塔板的结构设计 22§2. 1塔板的布置 22§2. 2塔板流体力学计算 23§2. 3塔板负荷性能图 30第三章塔体结构设计 33§3. 1塔体的尺寸、材料及开孔 33§3. 2确定各接管的流速和直径 34§3. 3塔的辅助设备选用 35计算结果汇总表 41自我评述 44工艺流程简图设计方案简介所设计的任务是:设计连续精馏分离装置,分离正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷,是一个多元精馏过程,轻关键组分是正己烷,重关键组分是正庚烷。根据工艺操作条件和分离任务,初步确定精馏方案,画出工艺流程草图。确定方案流程后,逐步计算和确定多元混合物精馏塔的操作条件及装备设施。首先,通过清晰分割法以及全塔物料衡算,确定塔顶、塔底的组分及其组成,根据回流罐的温度及泡露点方程,计算出塔顶、塔底和进料的压力和温度,进而确定精馏操作条件。通过经验估算出达到分离目的所需的最少理论板数,再结合全塔操作条件,得出最小回流比,通过作理论板数与回流比的关系曲线图,得出适宜回流比,便可确定理论板数和实际板数,并得出实际加料位置。其次,进行全塔热量衡算,算出塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷,然后算出精馏段和提馏段的流量,确定塔径,便可以进行塔体的设计了。我们先从塔板入手,通过计算开孔率,设计并选择出最佳塔板,并进行合理布图。通过塔板水力学计算来验证塔板的设计是否合理,是否会发生过量雾沫夹带、过量漏液和淹塔等现象,并作出塔板负荷性能图,进一步验证计算结果的合理性。接下来,在设计条件下,为精馏塔定出尺寸、材料和规格:选择筒体壁厚和材料,选择适宜的封头,确定人孔的数目和位置,塔体的高度和裙座的形式、尺寸。完成这以后,就可以确定各接管的管径,塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵等辅助设备的型号,并将所设计的精馏塔反映在图纸上,使设计更加清晰明了。最后,将计算的结果汇总,整理出一份完整的设计说明书。第一章塔的工艺计算§。已知进料组成Xi,F=,X2,f=,X3,f=,X4,f=,轻关键组分是正己烷,重关键组分是正庚烷,现将已知和未知列入下表中:正戊烷(X衍)正己烷(X2,F)正庚烷(X3,F)正辛烷(X4,f)进料(F)(D)(,d、X2,d、X3,w、X4,w。列全塔总物料衡算及组分1、2、3、4的全塔物料衡算可得:已知进料平均摩尔质量则进料的摩尔流率代入方程组可求得:X1,,x2,d°.62,X3,,X4,w ,W71kgkmol由此可以求出塔顶、塔底产品的平均摩尔质量:由以上结果得出全塔物料衡算表:项目进料塔顶塔底流率1Kmol/hkg/hKmol/hkg/hKmol/hkg/:%kg%mol%kg%mol%Kg%1正戊烷””「合计111111§:已知冷却剂温度为31C,则t回流罐=t冷却水+At=30+20=50C回流罐压力已知式中P为组分饱和蒸汽压, 为组分活度系数。因所求混合物可视为理想组分,故 取1,又因回流罐中液体即为塔顶产品的组成,所以上式可化为:由安托因公式求饱和蒸汽压,查文献得:Pi各组分饱和蒸汽压,mmHgT――温度,K已知回流罐温度为50C,代入安托因公式求得代入(2)式求得因此,取一个大气压,使其常