【正文】 餾段實際塔板數(shù) N 實 =6/=≈ 11 因此，總實際塔板數(shù)為 N 實 =6+11=17 四、工藝計算 操作壓力 塔頂操作壓力 k P appp D ????? 表當(dāng)?shù)? 每層塔板壓降 kPap ?? 進料板壓力 kpp F ???? 精餾段平均壓力 (+)/2= kPa 塔底操作壓力 39。 s μ LW= + = mPa s 因為： L i Lix???? 所以 μ LF= + = mPa s 因此 tm=℃時，μ A= s t=60℃時，μ A= Wxxyxyxyxyxyyx???? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ????? ??998877665554相平衡操作線相平衡操作線相平衡操作線相平衡操作線相平衡操作線 得：因 總理論板為 9（包括蒸餾釜），精餾段理論板數(shù)為 3，第 4 板為進料板 全塔效率的估算 由表 1 數(shù)據(jù)可得理 想混合溶液的 tyx 圖： 13 溫度t/℃正戊烷的摩爾分數(shù)，x或y圖2x W x Fx D由圖 2 得：塔頂?shù)臏囟?tD=℃ 進料口處的溫度 tF=℃ 塔釜溫度 tW=℃ 精餾段平均溫度 ct ?? 提餾段平均溫度 ct ?? 因此全塔平均溫度為： Ctttt WDFm ???????? 查數(shù)據(jù)得 ： t=50℃時，μ A=39。 ????????? FD WDFD WF xx xxqxx xxRR 12 0 1 2 39。 取回流比為 R=2Rmin= y溫度 /℃ x y 溫度 /℃ x y 1 1 55 40 60 45 65 50 0 0 11 進料液量、釜殘液量及加熱蒸汽量的計算 塔頂產(chǎn)品產(chǎn)量：要求年產(chǎn)量 萬頓，出去每年的設(shè)備維護及放假時間，每年按 300 天的工作日計算，連續(xù)操作，每天 24 小時，日產(chǎn)量為 頓所以塔頂?shù)牧髁繛椋?hk m o lD / 3 3 3 ?? ?? 由全塔的物料 衡算方程可寫出： DRVVWxDxFxWDFWDf)1(39。B/kpa 55 40 60 45 65 50 10 表 32 正戊烷 （ A)正己烷 （ B)溶液的 tyx 計算數(shù)據(jù) （ ） 最小回流比及操作回流比 由于是泡點進料，所以 q=1。B/kpa 溫度 /℃ p176。 三、設(shè)計計算 最小回流比及操作回流比的確定 原料液的摩爾組成： fx = ?Dx （也可以略大于 ）， Wx =（也可以略小于 ） 查找個體系的汽液相平衡數(shù)據(jù) (《化工 原理第四版》化學(xué)工業(yè)出版社 ) 如表 31 表 31 正戊烷 正己烷的飽和蒸汽壓和溫度的關(guān)系 總壓為 p= tx關(guān)系式為BABpp ppx?????? ； ty關(guān)系式為 xpp A??y 計算結(jié)果列于表 32 溫度 /℃ p176。冷凝后回流液和產(chǎn)品溫度不高，無需再次冷凝，制造設(shè)備較為簡單，為節(jié)省資金，選全凝器。 由于泡點進料時，塔的制造比較方便，而其他進料方式對設(shè)備的要求高，設(shè)計起來難度相對加大，所以采用泡點進料。 泡點進料對塔操作方便，不受季節(jié)氣溫影響。泵和自動調(diào)節(jié)裝置配合控制進料。 設(shè)計任務(wù)及要求 原料：正戊烷 正己烷 正乙烷含量：料液含量 （摩爾分數(shù)） 設(shè)計要求：塔頂?shù)恼彝楹坎恍∮?（摩爾分數(shù)） 塔底的正乙烷含量不大于 （摩爾分數(shù)） 回流比為最小回流比的 2 倍 其中 （因為摩爾分數(shù)計算比較方便） 質(zhì)量分數(shù)轉(zhuǎn)化為摩爾分數(shù) 液料轉(zhuǎn)化：59 86457255 7255?? 塔頂正乙烷轉(zhuǎn)化： 86472967296?? 塔底正乙烷轉(zhuǎn)化 8696724 724?? 正乙烷和正戊烷的基本數(shù)值如下圖① 石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊 .pdf 7 操作壓力 為降低塔的操作費用，操作壓力選為常壓 其中塔頂壓力為 4kPa（表壓）或 （絕對壓力） 塔底壓力 ? ?PaN )5 3 0~2 6 5(100 4 3 2 5 ?? 8 二、流程的確定和說明 加料方式 加料分兩種方式：泵加料和高位槽加料。 6 設(shè)計依據(jù) 本設(shè)計依據(jù)于教科書的設(shè)計實例，對所提出的題目進行分析并做出理論計算。故塔設(shè)備對產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、成本乃至能源消耗都有著至關(guān)重要的影響。若就單元裝置而論 ,塔設(shè)備 所占比重往往更大 ,例如在成套苯蒸餾裝置中 ,塔設(shè)備所占比重竟高達 %。 在化工、煉油和石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中 ,塔設(shè)備作為分離過程工藝設(shè)備 ,在蒸餾、精餾、萃取、吸收和解吸等傳質(zhì)單元操作中有著重要的地位。在生成的氣相中，混合物的組成將發(fā)生改變，相對揮發(fā)度大的輕相在氣相中得到富集，而相對揮發(fā)度小的重相則在液相中富集，從而達到分離提純的目的。在正常操作狀況下，氣相為分散相，液相為連續(xù)相，氣相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。它具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力較大；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率高的優(yōu)點。 1 課程設(shè)計說明書 題目 : 分離正戊烷 正己烷用篩板精餾塔設(shè)計 2 安徽理工大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書 機械工程學(xué)院 過控 教研室 學(xué) 號 2020301920 學(xué)生姓名 專業(yè)（班級） 過控 111 設(shè)計題目 分離正戊烷 正己烷用篩板精餾塔設(shè)計 設(shè) 計 技 術(shù) 參 數(shù) 料液種類：正戊烷 正己烷混合液 年處理量： 40000 噸 料液濃度： 55% （輕組分質(zhì)量分數(shù)） 塔頂 產(chǎn)品濃度： 96%（輕組組分質(zhì)量分數(shù)） 塔底釜液濃度： 96%（重相組分質(zhì)量分數(shù)） 每年實際生產(chǎn)天數(shù)： 330天（一年中有一個月檢修） 精餾塔塔頂壓強： 4kPa（表壓） 設(shè)備形式：篩板精餾塔 廠址：淮南地區(qū) 設(shè) 計 要 求 完成精餾塔工藝設(shè)計、精餾設(shè)備設(shè)計、配管設(shè)計，繪制塔板結(jié)構(gòu)簡圖，編制設(shè)計說明書。 工 作 量 說明書總頁數(shù)不少于 25頁 工 作 計 劃 第一天：省定題目，第二天：借書查資料，第三天：開始計算，第四天：把不會計算的到圖書館找書查，第五天：計算，查資料，第六天：計算，校核，第 七天：計算，校核，第八天：總結(jié)，從頭復(fù)查一遍，第九天：排版，打印 參 考 資 料 1 《化工原理課程設(shè)計》中國石化出版社 2 《化工原理（下冊）》化學(xué)工業(yè)出版社 3《化工原理第四版》化學(xué)工業(yè)出版社 ) 指導(dǎo)教師簽字 教研室主任簽字 2020 年 12月 16日 3 安徽理工大學(xué)課程設(shè)計（論文）成績評定表 學(xué)生姓名： 蔡洋 學(xué)號： 2020301920 專業(yè)班級： 過控 111 課程設(shè)計題目： 分離正戊烷 正己烷用篩板精餾塔設(shè)計 指導(dǎo)教師評語： 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 4 一、概述 .......................................................................................................................... 5 設(shè)計依據(jù) ............................................................................................................. 6 技術(shù)來源 ............................................................................................................. 6 設(shè)計任務(wù)及要求 ..............................................................