【正文】 ............31 塔高 ...............................................................31 塔板結構 ...........................................................32 裙座計算 ...........................................................32 再沸器的選擇 .......................................................32 再沸器型號的選擇 .....................................................................................................................33致 謝 ............................................................34參考文獻 ..........................................................35附錄 ..............................................................36一、結論數(shù)據(jù)匯總 ..............................................................................................................................................36III / 46二、主要符號說明 ..............................................................................................................................................37三、負荷性能圖 ..................................................................................................................................................39四、考核評語 ......................................................................................................................................................40五、化工原理課程設計教師評分標準 ..............................................................................................................41 0 / 46摘 要本設計通過物料衡算計算得 F=，回流比R=，精餾段板效率為 %，提餾段板效率為 %，實際板數(shù)為 33 塊，第 17 塊板進料，其中精餾段 16 塊板，提餾段 17 塊板。精餾段與提餾段板間距均為 ，塔徑均為。經(jīng)過流體力學性能校核得出精餾段操作彈性為 ，提餾段操作彈性為 。對冷凝器計算采用塔釜液預熱，選用 Ф25 的碳鋼管，取管長為 6m，殼程數(shù)為 1，管程數(shù)為 2，傳熱總管數(shù)為 226 根。通過熱量核算和流體阻力核算，可知換熱器的選擇滿足要求。塔頂間距為 ，裙座取 。共有 4 個人孔。關鍵詞：二硫化碳—四氯化碳、精餾段、提餾段、精餾塔、篩板塔。 1 / 46前 言化工生產(chǎn)中所處理的原料，中間產(chǎn)物，粗產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物，而且其中大部分都是均相物質。生產(chǎn)中為了滿足儲存、運輸、加工和使用的需求，時常需要將這些混合物分離為較純凈或幾乎純態(tài)的物質。 精餾是分離液體混合物最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)得到廣泛應用。精餾過程在能量計的驅動下，使氣，液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各相分揮發(fā)度的不同，使揮發(fā)組分由液相向氣相轉移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉移。實現(xiàn)原料混合物中各組成分離該過程是同時進行傳質傳熱的過程。本次設計任務為設計一定處理量的分離四氯化碳和二硫化碳混合物板式精餾塔。板式精餾塔也是很早出現(xiàn)的一種板式塔，20 世紀 50 年代起對板式精餾塔進行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握了篩板塔的性能，并形成了較完善的設計方法。與泡罩塔相比，板式精餾塔具有下列優(yōu)點：生產(chǎn)能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且結構簡單，塔盤造價減少 40%左右，安裝，維修都較容易。化工原理課程設計是培養(yǎng)學生化工設計能力的重要教學環(huán)節(jié)，通過課程設計使我們初步掌握化工設計的基礎知識、設計原則及方法；學會各種手冊的使用方法及物理性質、化學性質的查找方法和技巧；掌握各種結果的校核，能畫出工藝流程、塔板結構等圖形。在設計過程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產(chǎn)上的安全性、經(jīng)濟合理性。設計是一項政策性很強的工作，它涉及經(jīng)濟、技術、環(huán)保等諸多方面，而且還涉及多專業(yè)、多學科的交叉、綜合和相互協(xié)調，是集體性的勞動。在設計過程中應考慮到設計的精餾塔具有較大的生產(chǎn)能力滿足工藝要求，另外還要有一定的潛力。節(jié)省能源，綜合利用余熱。經(jīng)濟合理，冷卻水進出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量。另一方面影響到所需傳熱面積的大小。即對操作費用和設備費用均有影響，因此設計是否合理的利用熱能 R 等直接關系到生產(chǎn)過程的經(jīng)濟問題。本課程設計的主要內(nèi)容是過程的物料衡算，工藝計算，結構設計和校核。通過板塔的設計，我們能初步熟悉課程設計的步驟、方法及設計原理。使我們了解課程設計也是一個讓我們接觸實際生產(chǎn)的良好機會，我們應充分利用這樣的時機認真去對待每一項任務，成為我們今后工作中一塊堅實的基石。 2 / 46第一章 設計思路塔的選型 ?全塔物料衡算求理論塔板數(shù)氣液相負荷計算 ?塔的物性數(shù)據(jù)計算篩板塔設計流體力學性能校核 ?畫出負荷性能圖熱量衡算塔頂冷凝器（塔底再沸器）的設計計算 ?主要接管尺寸的選取進料泵的設計計算 3 / 46第二章 精餾塔的工藝設計 塔的選型篩板塔是現(xiàn)今應用最廣泛的一種塔型，設計比較成熟，具體優(yōu)點如下：⑴結構簡單、金屬耗量少、造價低廉.⑵氣體壓降小、板上液面落差也較小.⑶塔板效率較高.⑷改進的大孔篩板能提高氣速和生產(chǎn)能力，且不易堵塞塞孔. 物料衡算已知：Xf=34%XD=%Xw=%每小時處理摩爾量 F= ?hkmol/總物料衡算 WF??物料衡算 FDx=+聯(lián)立以上三式可得：F= hkmol/D= l/W= hkol/平均分子量：= + (） = kg/kmolFM??= 76+ () 154= kg/kmolD 4 / 46= 76+ () 154= kg/kmolWM?? 求操作線方程根據(jù)二硫化碳和四氯化碳的氣液平衡數(shù)據(jù)作出 yx 圖,如圖所示已知進料熱狀況參數(shù) q=，則 q 線方程為： ????????Fxqy圖 解 法 求 理 論 板 數(shù)1baed進 料 線cd xy二硫化碳、四氯化碳的 yx 圖及圖解理論板 最小回流比和實際回流比的選取依公式 ???qeDxyR取操作回流比 41min 操作線方程與理論板數(shù)的確定精餾段操作線方程 ????? XnRXDnxy按常規(guī) M,T，在上圖上作圖解得：理論板數(shù) （不包括塔釜） ，其中精餾段為 6層)(?TN層，提餾段為 （不包括塔釜） ，第 7 層為進料板。 相對揮發(fā)度的計算① 由插值法計算溫度 Ftw、 D 5 / 46塔頂溫度： ????進料溫度： =58Ftco塔底溫度： ???精餾段平均溫度： .??提留段平均溫度： ???② 氣相組成由插值法計算 wy、 FD塔頂溫度： ?：Dy%????DD進料溫度： =58Fto:F ????Fy塔底溫度： ctoW.:y%?????Wy③ 相對揮發(fā)度 ?=34%、 Fx%?F .??F=%、 6 / 46=%、 Wx%????..?WFD?= Lui?TBAL?logCS2:A= B= CCl4: A= B=( CS2)= ( CCl4)=????? 全塔效率及實際板數(shù)計算①全塔效率：根據(jù)： )(9.??LTuE?%.??②實際板數(shù)計算：精餾段: 圓整后為 ?N提餾段: 圓整后為 17282 氣，液相負荷計算精餾段： hkmolDRV/)15.()1( ???? sMVS /6820..36036031? .???Lhkol/ smMLS / Lh=3600 = ?m/h提餾段： ；39。?Vkol/ ；smVMS /????? 7 / 46 ；39。 ???FLhkmol/ ；sMLS / 32??? =3600 =39。 3/h 物性數(shù)據(jù)計算 操作壓強 P 的計算塔頂壓強 PD= kPa 取每層塔板壓降△P= 則：進料板壓強