【正文】 ................................. 45 塔高 ...................................................................................................... 45 裙座 ...................................................................................................... 46 接管的設(shè)計(jì) ............................................................................................... 46 塔頂蒸汽出口管徑 ............................................................................. 46 回流管管徑 ......................................................................................... 46 進(jìn)料管管徑 ......................................................................................... 47 塔底出料管管徑 ................................................................................. 47 塔頂至再沸器的接管管徑 ................................................................ 48 重沸器返塔聯(lián)接管管徑 .................................................................... 49 第七章 塔的輔助設(shè)備選用 ............................................................................... 50 塔頂冷凝器選用 ....................................................................................... 50 冷卻器選用 ............................................................................................... 59 化工原理課程設(shè)計(jì) 6 再沸器選用 ............................................................................................... 59 泵的選用 ................................................................................................... 59 第八章 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 表 ..................................................................................59 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 62 化工原理課程設(shè)計(jì) 7 第一章 前言 化工原理課程設(shè)計(jì)是化工原理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程和有關(guān)必修課程的基本知識(shí)，聯(lián)系石油化工生產(chǎn)實(shí)際，完成以某一具體的單元操作為主的一次設(shè)計(jì)實(shí)踐?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)的目的和要求是：提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)的能力；提高分析問題和獨(dú)立工作的能力；培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；提高工程繪圖的能力。 第二章 流程簡(jiǎn)圖 圖 2— 1 精餾塔流程簡(jiǎn)圖 化工原理課程設(shè)計(jì) 8 第三章 精餾塔工藝計(jì)算 全塔物料衡算 表 31 進(jìn)料數(shù)據(jù)表 組分 分子式 分子量 質(zhì)量分率 進(jìn)料量 苯 C6H6 78． 11 160 噸 /天 甲苯 C7H8 92． 14 乙苯 C8H10 106． 167 鄰二甲苯 C8H10 106,。 16 由設(shè)計(jì)任務(wù)知，甲苯為輕關(guān)鍵組分，乙苯為重關(guān)鍵組分 清晰分割下作物料衡算： 將進(jìn)料質(zhì)量分率改為摩爾分率 MA gmmol?? MB gmmol?? MC gmmol?? MD gmmol?? x AF0 .0 8MA0 .0 8M A0 .3 5M B?0 .4 8M C?0 .0 9M D?0 .1 0 0 4 9??? x BF0 .3 5M B0 . 0 8M A0 . 3 5M B?0 . 4 8M C?0 . 0 9M D?0 . 3 7 2 7 1??? x CF0 .4 8M C0 . 0 8M A0 . 3 5M B?0 . 4 8M C?0 . 0 9M D?0 . 4 4 3 6 1??? 化工原理課程設(shè)計(jì) 9 進(jìn)料平均相對(duì)分子質(zhì)量 已知進(jìn)料質(zhì)量 流率為 160ton/day 采用清晰分割 已知 x DF0 .0 9MD0 .0 8M A0 .3 5M B?0 .4 8M C?0 .0 9M D?0 .0 8 3 1 8??? M x AF M A x BF M B? x CF M C? x DF M D? 9 8 .1 1 8 8 7 gmm o l??? F M 16 0 to nd a y 6 .0 4 7 9 10 3? kghr??? F m F MM 6 .16 3 8 5 10 4? m o lhr??? D0?? xAD0?? xBD0?? xCD0?? W0?? xBW0?? xCW0?? xDW0?? F F m1 m olhr 38 5 10 4???? F D W? F xAF DxAD F xDF WxDW F xBF D xBD W xBW? F xCF D xCD W xCW? F xBF D xBD F xCF WxCW xAD xBD? xCD? 00 化工原理課程設(shè)計(jì) 10 同樣的方法可以求得塔 頂和塔底的質(zhì)量流率，以及各組分所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。列出物料衡算表 32 表 32 清晰分割物料衡算表 進(jìn)料 塔頂 塔底 組分 質(zhì)量分率 質(zhì)量流率kg/hr 摩爾分率 摩爾流率mol/hr 質(zhì)量分率 質(zhì)量流率kg/hr 摩爾分率 摩爾流率mol/hr 質(zhì)量分率 質(zhì)量流率kg/hr 摩爾分率 摩爾流率mol/hr 苯 0.08 32 049 52 418 23 09 11 0 0 0 0 甲苯 0.35 2116.765 271 22973.285 371 2085.001 48 22755.799 928 7 068 乙苯 0.48 2902.992 361 27343.455 210 46 862 8 161 2844.938 043 26796.814 s o l F in d D W?? x AD?? x BD?? x CD?? x BW?? x CW?? x DW??? ?2 . 9 3 6 9 9 104?3 . 2 2 6 8 6 104?0 . 2 1 0 90 . 7 7 0 4 80 . 0 1 8 6 20 . 0 1 0 6 80 . 8 3 0 4 30 . 1 5 8 8 9??????????????????????? D s o l 0 m o lhr 2 .9 3 6 9 9 10 4? m o lhr??? W s o l 1 m o lhr 3 .2 2 6 8 6 10 4? m o lhr??? xAD sol 2 ??? xBD sol 3 04 8??? xCD sol 4 2??? xBW sol 5 ??? xCW sol 6 04 3??? xDW sol 7 88 9??? 化工原理課程設(shè)計(jì) 11 鄰二甲苯 0.09 11 318 90 0 0 0 0 911 39 889 6 合計(jì) 1 6047.9 1 61638.5 1 2626.90 1 29369.9 1 3420.99 1 32268.6 塔的適宜工作條件 操作壓力的計(jì)算 1. 塔頂壓力的計(jì)算 設(shè)回流罐的溫度 t=45℃ 根據(jù)安托因方程 求各組分在 t 下的飽和蒸汽壓 所以回流罐的壓力 由于壓力小于 1atm，減壓操作，為方便起見，我們采用常壓冷回流 故塔頂凝液罐壓力為1atm 常壓精餾，蒸汽通過(guò)塔頂餾出線及冷凝器的阻力為 Δ P := 所以 塔頂壓力為 PD := = kPa lo g P sk P a??? ??? A BC t??? lo g P1( ) 6 .0 6 0 3 9 5 1 2 2 5 .1 8 82 2 2 .1 5 5 45???? ?? lo g P3( ) 6 .0 6 9 9 1 1 4 1 6 .9 2 22 1 2 .4 3 4 45???? ?? lo g P2( ) 6 .0 8 6 5 7 6 1 3 4 9 .1 5 02 1 9 .9 7 8 5 45???? ?? F in d P1 P2?? P3??( ) 2 9 .8 0 8 3 6 9 1 8 7 7 8 3 5 7 2 4 9 79 .8 8 6 2 3 2 8 8 9 5 6 6 8 2 4 7 0 9 73 .6 8 0 3 5 3 6 4 5 2 2 5 2 2 0 0 0 5 6???? ????? P b 2 9 .8 0 8 3 7 x AD 9 . 8 8 6 2 3 3 x BD? 3 . 6 8 0 3 5 4 x CD? 1 3 .9 7 2 3 5??? 化工原理課程設(shè)計(jì) 12 2. 塔底壓力的計(jì)算 設(shè)定實(shí)際塔板數(shù)為 30塊，單板壓降取 5mmHg NP := 30 Δ P0 := PW := PD + NP Δ P0 = atm 所以 塔底壓力為 PW = kPa 操作溫度的確定 常壓操作，可近似認(rèn)為是理想體系 1．塔頂溫度的計(jì)算 由露點(diǎn)方程得 tD := 176。 C 由泡點(diǎn)方程得 tW := 176。 C 設(shè)第 15塊板進(jìn)料 PF := PD + 15Δ P0 = kPa 因?yàn)槭桥蔹c(diǎn)進(jìn)料所以由泡點(diǎn)方程可以求得 進(jìn) 料溫度為 tF := 176。 C 相對(duì)揮發(fā)度 ?ij PiPj?? 塔頂溫度下的各組分的飽和蒸氣壓： P 1D 10 6 .9 2 7 4 1 82 0 3 7 .5 8 23 4 0 . 2 0 4 2 t D????? ???2 5 8 .5 2 2 9