中国石油大学课程设计-曹震-正戊烷-正己烷-正庚烷-正辛烷(考试学习)

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…………11§1.5适宜回流比的确定…………11§1.6理论板数及理论加料位置的确定………………13§1.7实际板数及实际加料位置的确定…………14§1.8计算塔径…………14§1.9全塔热量衡算………………18§2.0第一章总结………………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§1.1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，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（）正己烷（）正庚烷（）正辛烷（）进料（F）0.15未知00.30.40.150塔顶产品（D）塔底产品（W）未知0.040.04未知未知可见需要求、、、。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：，，，，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：项目流率进料Kmol/h19.2138.4251.2319.21128.07mol%0.15塔顶kg/h塔底Kmol/h19.435.42.270kg/h1395.83043.7228.70Kmol/h0kg/h0正戊烷正己烷正庚烷正辛烷合计138033005124219612000kg%0.1150.2750.4270.18312.8448.9919.177124.194904.92184.97331.7Kg%057.07mol%0.340.620.0404668.3kg%0.2990.6520.0490组成mol%0正戊烷正己烷正庚烷正辛烷合计0.30.040.690.2710.0330.6690.29810.40.15111§1.2操作温度与压力的确定1.回流罐温度一般保证塔顶冷凝器与冷却介质之间的传热温差：℃已知冷却剂温度为31℃，则℃2.回流罐压力已知式中为组分饱和蒸汽压，为组分活度系数。因所求混合物可视为理