中国石油大学课程设计-曹震-正戊烷-正己烷-正庚烷-正辛烷资料.doc

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 1 § 1 . 1 产品的组成及产品量的确定……………………………………………………… 4 § 1. 2 操作温度与压力的确定…………………………………………………………… 5 § 1 . 3 最小回流比的确定………………………………………………………………… 9 § 1 . 4 最小理论板数的确定………………………………………………………… 1 1 § 1 . 5 适宜回流比的确定………………………………………………………… 1 1 § 1 . 6 理论板数及理论加料位置的确定……………………………………………… 1 3 § 1 . 7 实际板数及实际加料位置的确定………………………………………… 1 4 § 1 . 8 计算塔径………………………………………………………………………… 1 4 § 1 . 9 全塔热量衡算……………………………………………………………… 1 8 § 2 . 0 第一章总结……………………………………………………………… 2 1 第二章塔板的结构设计…………………………………………………………………… 2 2 § 2 . 1 塔板的布置…………………………………………………………………… 2 2 § 2. 2 塔板流体力学计算………………………………………………………………… 2 3 § 2. 3 塔板负荷性能图…………………………………………………………………… 3 0 第三章塔体结构设计………………………………………………………………………… 3 3 § 3. 1 塔体的尺寸、材料及开孔………………………………………………………… 3 3 § 3. 2 确定各接管的流速和直径………………………………………………………… 3 4 § 3. 3 塔的辅助设备选用………………………………………………………………… 3 5 计算结果汇总表…………………………………………………………………………………… 41 自我评述…………………………………………………………………………………………… 4 4 工艺流程简图 2 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。 3 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§ 产品的组成及产品量的确定采用清晰分割法。已知进料组成 1,F 2,F 3,F 4,F x = ,x = ,x = ,x = ,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( 1,Fx )正己烷( 2,Fx )正庚烷( 3,Fx )正辛烷( 4,Fx ) 进料( F) 塔顶产品( D)未知未知 0 塔底产品( W)