设计计算参考与辅助工具

前前目概述 第一第二流程简介 目概述 第一第二流程简介 第三精馏塔工艺设计 第四再沸器的设计 第五辅助设备的设计 第六管路设计 第七控制方案 设计心得及总 附件一C程序 附件二matlab程序 附录一主要符号说明 附录二参考文献 第一精馏再沸第一精馏再沸立式热虹吸特点▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差▲结构紧凑、占地面▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区冷凝精馏装置流精馏装置流工艺流3）节装设备选处3）节装设备选处理能力及产品质塔底产品第三章精馏塔工艺设第一计条1．工艺条件饱第三章精馏塔工艺设第一计条1．工艺条件饱和液体进料，进料丙稀含量xf＝65％（摩尔百分数塔顶丙稀含量xD＝98％，釜液丙稀含量xw≤2％，2．操作条件3．塔板形式：筛4．处理量5．安装地点：大6．塔板设计位置：塔第二节物料衡算及热量衡一物料衡1．换将摩尔百分数换算成质量百分数％将摩尔流量换算成质量流量（MA为丙稀摩尔质量％将摩尔流量换算成质量流量（MA为丙稀摩尔质量MB为丙烷摩尔质量M=xf·MA+(1-2．求质量流+qmws=｛·w+qmws·wW=q =0.5364kg/s1）精馏段：LV二热量衡再沸器加热蒸气的质量流量：GR冷凝器冷却剂的质量流量：GC=QC/(cl·(t2-第三板数的计1．泡点计算∣∑y-y1．泡点计算∣∑y-yKip0ABKA泡点初值2塔板数计算Pt(绝)、假设初Tto、Tbo、α2并输、、①计算计算②Rmin、2塔板数计算Pt(绝)、假设初Tto、Tbo、α2并输、、①计算计算②Rmin、③将Nf、①计算∣α-Y计算并输出α、Nf、N、R、qmLs、注：下标t、b①αN 代入公式lnp0A TioPAoPB;0P又得; PiKAKB代入公式lnp0A TioPAoPB;0P又得; PiKAKB设α2α=(α1+α2)/2｛ y1(代入数据，解得yeRminxn ｛(1)RR xn直至xixn ｛(1)R1.5238x0.5238qnL xx＝ qnqWRxn ｛(1)R1.5238x0.5238qnL xx＝ qnqWRnRq 直至xn<迭代结果Np=[(Nt- α2：=q 第四节精馏塔工艺设1．物性数常压43℃气相密度：ρV液相密度：ρL初估塔 3.L3qVLF qVL液相密度：ρL初估塔 3.L3qVLF qVLC u 液泛气速：V操作气速：u点率uf=0.1259A=1.9754mu选取单流型弓形降液管塔板Ad/则AAT=1-AdAT截面积AT=A/0.85=2.3244塔径：DP1086.10.1及P110D2=2.5447m4降液管截面积：Ad=AT×0.15=0.3817实际操作气速uqVVs0.1150A实际泛点率：u/uf塔高的估有效高度HT实际操作气速uqVVs0.1150A实际泛点率：u/uf塔高的估有效高度HT5m,1.5m,设釜液停留时间为43060DL第五节溢流装置的设降液管（弓形由Ad/AT=0.15,（下册）P1136.10.242．溢流取E2/则堰上液头高： 2.84103l 第六塔板布置和其余结构尺寸的选进出口安全宽度由Ad/AT=0.15,（下册xDb) 2Dc22(xr2x2r2sin第六塔板布置和其余结构尺寸的选进出口安全宽度由Ad/AT=0.15,（下册xDb) 2Dc22(xr2x2r2sin1x)=Aar20d开孔率： o tAOauoAo筛孔个数nd04第七节塔板流动性能校液沫夹带量校5.7u evHTf质量夹带率ev气ev<0.1kg/kg2．塔板阻hf核hf=又б=3mm,do=7mm,（下册）P1186.10.30得1V0h0则质量夹带率ev气ev<0.1kg/kg2．塔板阻hf核hf=又б=3mm,do=7mm,（下册）P1186.10.30得1V0h0则2gC0又 0.1396m/a 2TdFau （下册）P1186.10.31hLhWhOW0.0486m4hgL0降液管液泛校HdhWhOWhfh0.153udlWhblWhbhWhOWhf则则Hd’=Hd=0.3869mHThW0.49Hd液体在降液管中的停留时Ad严重漏液校h00.00560.13hWhOWhk2.20461.5~u液体在降液管中的停留时Ad严重漏液校h00.00560.13hWhOWhk2.20461.5~u'ok第八荷性能过量液沫夹带0.1（kg/q1210 33TWl =液相上限2/2.84103VLh 整理出：qVLh=3.07lw=4.034——与y轴平严重漏液 2gqVVh/近似取Co 0AVO2/ 2.84103l 1.594104 2gqVVh/近似取Co 0AVO2/ 2.84103l 1.5941042/13.69104lW)得：qVVh液相上限AdqVLh浆液管液泛令H’=H 将HdhWhOWhf与与与qVVh以及,前式整理得：a'qb'c'qd'q2/V/(AoCo)2(1)hwc’=1.18108/(lwhb)2d’=2.84103(1)/(lw2/3)9842.6 0.1779842.6 0.177267.5 0.003724q2/.3qVVh负荷性能图放大后的负荷放大后的负荷性能图操作弹性：qVVhmax—设计任务与设计条1．选用立式热虹吸式再沸—设计任务与设计条1．选用立式热虹吸式再沸2．再沸器壳程与管程的设物性数壳程凝液在温度（100℃）下的物性数据热导率：λc粘度：μc密度：ρc液相粘度：μb液相密度：ρb壳管温度压力（MPa绝压液相定比压热容：Cpb=气相粘度：μv气相密度：ρv蒸气压曲线斜率（Δt/ΔP）=0.0000266m2备尺QRVbb液相定比压热容：Cpb=气相粘度：μv气相密度：ρv蒸气压曲线斜率（Δt/ΔP）=0.0000266m2备尺QRVbbVc=tmTtb=100-假设传热系数：K=850W/(m2K2m拟用传热管规格为：Ф38×2.5mm,管长NdT0若将传热管按正三角形排列，按NTt(b1)(2~3)d0则取取三传热系数的校1．显热段传热系数假设传热管出口汽化率txe1)计算显热段管内传热膜系数传热管内质量流速：G42sd0 GWt=310.687kg/(2•m=雷诺数：ReCPbrb nm2i=1)计算显热段管内传热膜系数传热管内质量流速：G42sd0 GWt=310.687kg/(2•m=雷诺数：ReCPbrb nm2i=(irdi2)壳程冷凝传热膜系数计算m=md0Re4M=1/21/(m= R32og3)污垢热阻及管壁热沸腾侧：Ri=0.000176m•冷凝侧：Ro=0.00021m•管壁热阻：Rw=b/λw=0.00005m•dm=(di+do)/2=1K2=611.4898w/(m•ddd10 R0iwO2.蒸发段传热系KE传热管内釜液的质量流量：Gh=3600qmwsm2•Lockhut-martinelxx Xvbbv在 x11/bbvv2.蒸发段传热系KE传热管内釜液的质量流量：Gh=3600qmwsm2•Lockhut-martinelxx Xvbbv在 x11/bbvvbQdiPdiAPrbb i=8104.605w/(m2•：1xPRb2r=1080.925w/(m•edii1对流沸腾因子FX两相对流表面传热系数 tpFtpi=1888.94w/(m2•沸腾传热膜系数：VtPanb6751.7w/(m2do RiRw12Ro=1266.69w/(m•KE d oim3.显热段及蒸发段长tp L=tdo RiRw12Ro=1266.69w/(m•KE d oim3.显热段及蒸发段长tp L=t diNTKLp LBC=0.00272L=LCD=L-LBC=KCKLLBcKELCD=1264.64．传热系2=32.25实际需要传热面积ACQKCtm5．传热面积裕度：HAPACAC流量校1．循环系统推动力1）当X=Xe/3=0.063333333xXvbbv X =0.3816R L2XX_两相流平均密度：tpv1RLbRL2）当v两相流的液相分率bbv=X'=Xtt21Xtt2_ RR=LLvb根据课程设计表3－19得_l则循环系统的推动力：g=PL tp tpD2．循环阻力=i釜_ RR=LLvb根据课程设计表3－19得_l则循环系统的推动力：g=PL tp tpD2．循环阻力=i釜液进口管内流动雷诺数Re=0.012270.7543=i(Di/L0.3426(Di/0.254GP1Di2②G0.785d2 Re0.012270.7543ePLBC= 2ib③a.气相流动阻力 VdiGVVV0.01227V2L CDV iVb.液相流动阻力GL=G-Gv=271.33diGL=Lb0.01227=L = iP0.01227V2L CDV iVb.液相流动阻力GL=G-Gv=271.33diGL=Lb0.01227=L = iP =4 3(122b1=MV(1RLP4G2M/b=a.气相流动阻力G= D2oxG=o'L=0.34260.0254=VV0.012270.7543=VLPV5= GLG=212.118=Lb0.012270.7543=LGLG=212.118=Lb0.012270.7543=LLPL5 L= P )=1/45所以循环阻力：△Pf=△P1△P2△P3△P4=PD助容器的设1．进料罐（常温贮料20℃丙稀ρL1丙烷ρL2由上助容器的设1．进料罐（常温贮料20℃丙稀ρL1丙烷ρL2由上面的计算可知=516.3则63.93100L进料质量流量：qmfh=3600取停留时间：x4qmfhL圆整后取V=7942．回流罐质量流量qmLh=3600R·qmDs0.25h，填充系数qmLh17.39则回流罐的容 V取V=183．塔顶产品qmDh=3600qmDs=1931.0472h，填充系数qmDh则产品罐的容积釜液5天，即=1058.04qmWhqmDh则产品罐的容积釜液5天，即=1058.04qmWh404.86则釜液罐的容积1．进料预热用90℃水为热源，出口约为70℃料液由20℃加热至45℃，t1t2(9045)(7020)ln9070mln管程液体流率：qmfh=3600传热速率Q则传热面积：AK2．塔顶冷凝拟用10℃水为冷却剂，出口温度为30℃t1t2(4310)(4330)2．塔顶冷凝拟用10℃水为冷却剂，出口温度为30℃t1t2(4310)(4330)mln43传热速率假设传热系数：K=650Q则传热面积AK圆整后取3．塔顶产品冷却拟用10℃水为冷却剂，出口温度为20℃43℃t1t2(4310)(2520)ln4310250.5364kg/smln管程流率：qmDs则传热速率：Q=假设传热系数：K=650QKA圆整后取A=164．釜液冷却拟用10℃水为冷却剂，出口温度为20℃52.5℃假设传热系数：K=650QKA圆整后取A=164．釜液冷却拟用10℃水为冷却剂，出口温度为20℃52.5℃t1t2(52.510)(2520)52.5m25丙烷液体焓变：ΔH传热速率：Q=qmVs•ΔH假设传热系数：K=650Q则传热面积AK圆整后取A=81．进料泵(两台，一用一备液体密度L516.3.LqVfs=3d液体粘度0.068mPaRedu2.471hf( 液体粘度0.068mPaRedu2.471hf( d) 取Z则HeZpf2hf =4qd2u36002．回流泵（两台，一开一用液体密度.LqVLs=3d液体粘度0.066mPaRedu6.621(12)Redu6.621(12) d取Zpfuhf则HeZ =4qd2u36003.釜液泵（两台，一开一用液体密度L442qVWs=/Ld液体粘度0.0091mPaRedu8.93(12)(12) d取Zpfu hf则HeZ=4qd2u3600流量：0.1～90m3第六路设则d取管子规格Ф68×5。其它第六路设则d取管子规格Ф68×5。其它各处管线类似求得如下/第七制方将本设计的控制方案列于下3介质物性ρL(kg/m1FIC-2FIC-第七制方将本设计的控制方案列于下3介质物性ρL(kg/m1FIC-2FIC-3PIC-4HIC-5HIC-6TIC-总我可以自信的说，化原考试的话，我可以考到A，甚至A总我可以自信的说，化原考试的话，我可以考到A，甚至AEXCEL，MATLAB，EXCEL，MATLAB，AUTO-0104附件C#include/*此头函数请不要删除附件C#include/*此头函数请不要删除#include#includeintstaticdoublestaticdoublestaticdoublestaticdoubleC[2]={-26.15,-{p[i]=exp(A[i]-}voidKi(inti,double{}voidsumy(double{s=K[0]*x0+K[1]*(1-}void}voidKi(inti,double{}voidsumy(double{s=K[0]*x0+K[1]*(1-}voidtest(doubleT,doublepa,doubleT=T-fn=s-B[0]/(T+C[0]))/(pa*(T+C[0])*(T+C[0]))+(1-}while(fabs(s-printf("pa=%fprintf("a=%f}}while(fabs(s-printf("pa=%fprintf("a=%f}xe=0.65;ye=a*xe/(1+(a-Rmin=(xd-ye)/(ye-{X[j]=Y[j]/(a+(1-if(X[j]<0.65)}{X[j]=Y[j]/(a+(1-Y[j+1]=(R+1.5238)*X[j]/(R+1)-xe=0.65;ye=a*xe/(1+(a-Rmin=(xd-ye)/(ye-{X[j]=Y[j]/(a+(1-if(X[j]<0.65)}{X[j]=Y[j]/(a+(1-Y[j+1]=(R+1.5238)*X[j]/(R+1)-if(X[j]<0.02)}pb=1721.3+0.461*(int)((j-}while(fabs(a-if((10*(j- N=(int)((j-elseN=10*(j-printf("a=%fprintf("R=%fwhile(fabs(a-if((10*(j- N=(int)((j-elseN=10*(j-printf("a=%fprintf("R=%fprintf("Nf=%d{printf("qml=%fprintf("qmv=%f}uf=c*sqrt((dl-At=A/(1-printf("c=%fA=(1-Ad=At-uf=c*sqrt((dl-At=A/(1-printf("c=%fA=(1-Ad=At-printf("At=%fprintf("A=%fprintf("Ad=%fprintf("u=%fprintf("m=%fr=D/2-x=D/2-Aa=2*(x*sqrt(r*r-printf("bs=%fprintf("m=%fr=D/2-x=D/2-Aa=2*(x*sqrt(r*r-printf("bs=%fprintf("bc=%fprintf("Aa=%fprintf("t=%fprintf("Ao=%fprintf("d=%fprintf("hw=%fprintf("lw=%fprintf("d=%fprintf("hw=%fprintf("lw=%fprintf("开始校核ev=0.0057/f*pow(u/(Ht-ua=qmv[0]/(dv*(At-printf("co=%fprintf("Fa=%fprintf("be=%fprintf("hs=%fprintf("co=%fprintf("Fa=%fprintf("be=%fprintf("hs=%fprintf("FI=%fprintf("Hd=%fho1=0.0056+0.13*(hw+how)-printf("uo1=%fho1=0.0056+0.13*(hw+how)-printf("uo1=%f/*此语句请不要删除}运行结果T=316.127157pa=1721.300000p=1726.954833p=1444.431702a=1.195595T=325.506221pa=1772.010000p=1765.924294a=1.188844T=325.519029pa=1772.471000运行结果T=316.127157pa=1721.300000p=1726.954833p=1444.431702a=1.195595T=325.506221pa=1772.010000p=1765.924294a=1.188844T=325.519029pa=1772.471000p=1766.393825a=1.188835a=1.192219R=11.982698Nf=52qml=6.427519qml=7.257819c=0.045265uf=0.179845 t=0