化工原理板式塔課程設(shè)計(已修改)
2025-01-30 14:01 本頁面
【正文】 中國石油大學(xué)（華東）化工原理課程設(shè)計學(xué)生姓名： 汪勇 專業(yè)班級： 化學(xué)工程與工藝卓越092班學(xué) 號： 09031620 指導(dǎo)教師： 李軍 實習(xí)時間： ～ 任務(wù)書一 、題 目設(shè)計一連續(xù)操作精餾裝置，用以分離 輕烴 混合物。二、原 始 數(shù) 據(jù)原 料處理量：525噸/天；組 成：nC3,，iC4,， nC4,，iC5,，nC5,(wtfr)；進(jìn)料狀態(tài)：e= 。 產(chǎn)品要求塔頂產(chǎn)品： %； 塔底產(chǎn)品： %。 三、 設(shè)計要求 1. 用Mathcad 完成簡捷計算及塔板設(shè)計、換熱器的選用及塔主體設(shè)備機(jī)械設(shè)計；2. 用Aspen plus（學(xué)號為單號）或ProⅡ（學(xué)號為雙號）完成塔的嚴(yán)格設(shè)計；3. 用Autocad繪制流程簡圖、浮閥排列圖、塔體總圖及塔盤裝配圖；4. 說明書提綱（見附頁）；5. 提交電子版及紙板：設(shè)計說明書、計算源程序、圖紙。目錄 3 5 6 8 10 102．塔板的設(shè)計和計算 12 12 18 18 精餾段 18 19： 19 塔板布置 20 20 41組分符號ABCDE組成nC3iC4nC4iC5nC5質(zhì)量分?jǐn)?shù) 進(jìn)料質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為摩爾分效：進(jìn)料的平均相對分子質(zhì)量 清晰分割法進(jìn)行全塔物料衡算 已知：進(jìn)料的質(zhì)量流量為525噸/天，其中輕關(guān)鍵組分是nC4,重關(guān)鍵組分是iC5,采用清晰分割進(jìn)行全塔的物料衡算：如下所示： 已知：ABCDE進(jìn)料F塔頂D0塔底W00根據(jù)泡點方程：，在t=40℃，由相平衡常數(shù)圖查得：結(jié)果已經(jīng)非常接近于1，所以可以認(rèn)為假設(shè)成立，因此回流罐頂部的壓力為：塔頂壓力：P=取塔頂?shù)交亓鞴薜膲航禐椋害=假設(shè)塔頂溫度為50℃ΔP，查平衡常數(shù)圖可得：根據(jù)露點方程結(jié)果接近于1，所以假設(shè)成立，則塔頂溫度為：tD=50℃假設(shè)總共有23塊塔板，每個塔板的壓降為4mmHg，全塔總壓降為92mmHg。塔底壓力：設(shè)塔底的溫度為114℃,在PW下查平衡相圖得：由泡點方程：結(jié)果接近于1，所以假設(shè)成立，塔頂溫度為查相平衡圖可得： 假設(shè)進(jìn)料溫度為66℃，進(jìn)料位置為第10塊塔板。則進(jìn)料位置壓力為：結(jié)果非常接近于1，因此假設(shè)成立。 根據(jù)：αi=Ki/Kh 可以求得塔頂和塔底的相對揮發(fā)度塔頂：塔底：各組分的平均相對揮發(fā)度：根據(jù)亨斯別克公式可得：將以上結(jié)果應(yīng)用于A,D組分：由以上檢驗，可以得出XAW,XBW,XEW,，則可以得到清晰分割成立。 塔底和塔頂?shù)钠骄鶞囟萾m=(tD+tW)/2=82℃,，查相平衡圖如下表所示，計算出相對揮發(fā)度，以重組分nC5作為對比組分。表2 各組分對nC5相對揮發(fā)度表組分ABCDEKi根據(jù)恩德伍德公式： 將以上數(shù)據(jù)帶入（2）式：取初值：x= θ=root(f(x),x) θ=將結(jié)果帶入（1）式中得：根據(jù)亨斯別克方程：輕組分在塔頂、塔底的相對揮發(fā)度如下表：表3：輕重關(guān)鍵組分在塔頂、塔頂、相對揮發(fā)度KCKDα=KC/KD塔頂塔底 α=*=將結(jié)果帶入芬斯克方程：取 R=( ) X=( )查吉利蘭圖得： Y=( ) n=( )做出N*(R+1)—R/Rmin關(guān)系圖如下：圖1：N*(R+1)—R/Rmin關(guān)系圖由上圖可知： n= R=Rmin*= N=(R+1)= 塔頂、塔底幾何平均溫度：=*=176。C 根據(jù)奧康奈爾關(guān)聯(lián)式計算全塔效率：ET=*(α*μ) μ= *+*+
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