【正文】 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)； 進料狀態(tài)： e= 。 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 。則進料位置壓力為： 根據(jù)泡點方程 ： 假設(shè)回流罐頂部的壓力為 ，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，所以可以認為假設(shè)成立，因此回流罐頂部的壓力為： 塔頂壓力： P= 溫度 取塔頂?shù)交亓鞴薜膲航禐椋? Δ P= 假設(shè)塔頂溫度為 50℃Δ P，在壓力為 ，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。 根據(jù)： α i=Ki/Kh 可以求得塔頂和塔底的相對揮發(fā)度 各組分的平均相對揮發(fā)度： 根據(jù)亨斯別克公式可得： xi 1?? ? e? 1?? ? ?? 塔頂： 塔底： X A X 1?? ? 0 . 35? 1? 0 . 15 6??? X D X 1?? ? 0 . 35? 1? 0 . 11 6???X B X 1?? ? 0 . 35? 1? 0 . 09 3???X E X 1?? ? 0 . 35? 1? 0 . 31 8???X C X 1?? ? 0 . 35? 1? 0 . 31 6???X A X B? X C? X D? X E? 0 . 99 9?? ??? ? ??? ? ???? 1??? ? ???? ??? ? ??? ? ???? 1??? ? ????B ? ?? ????A ? ?? ????D ? ?? 1????C ? ?? ????E ? ?? ???x lkx hk??? ???. D X 1 5 2. 0 6 9??? x hkx lk??? ???. W X 1 5 .7 8 9???log ?C? ? ? log ?A? ? ? 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,的含量均在 以下，則可以得到清晰分割成立。 表 2 各組分對 nC5 相對揮發(fā)度表 組分 A B C D E Ki N min 1?log X X ???? ???log ? C? ? 9 . 7 3???log X X ???? ???log ? A? ? 9 . 73 0 4X X X ?X 10 log ? A? ? ??0 . 0 0 0 0 0 2 1 0 9 2???log X X ???? ???log ? B? ? 9 . 73 0 4X X X ?X 10 log ? B? ? ??0 . 0 0 0 4 9 6 4 9???log X X ???? ???log ? E? ? 9 . 73 0 4X X X 10log ? E? ? ???? ???X 0 . 0 0 3 3 2 1 2???αij KiKj=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 KC KD α =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： ? ij X iD?? ??ij ??? R min 1?1()?ij XiF?? ??ij ??? 1 q?2()6 . 2 7 0 . 2 4 3?6 . 2 7 ?? 3 . 3 2 0 . 1 0 3?3 . 3 2 ??? 2 . 7 2 0 . 3 0 7?2 . 7 2 ??? 1 . 2 6 0 . 0 9 9?1 . 2 6 ??? 1 0 . 2 4 8?1 ??? 1 0 . 3 5?f x( ) 0 . 6 5? 6 . 2 7 0 . 2 4 3?6 . 2 7 x? 3 . 3 2 0 . 1 0 3?3 . 3 2 x?? 2 . 7 2 0 . 3 0 7?2 . 7 2 x?? 1 . 2 6 0 . 0 9 9?1 . 2 6 x?? 1 0 . 2 4 8?1 x???? ?????R min 6 . 2 7 0 . 3 7 4 7?6 . 2 7 ?? 3 . 3 2 0 . 1 5 9 7?3 . 3 2 ??? 2 . 7 2 0 . 4 6 4 3?2 . 7 2 ??? 1 . 2 6 0 . 0 0 3 1?1 . 2 6 ?? 1 0?1 ??? 1???Rmin ?Nmin 1?log dlkwlk whkdhk???? ???log ?lkhk? ?N min log0 . 4 6 4 30 . 0 1 7 5 0 . 2 7 6 70 . 0 0 3 1??? ??log 2 . 1 7 8 5( ) 1? 8 . 9 7 9???X R Rmin?R 1? Y=( ) 做出 N*(R+1)— R/Rmin 關(guān)系圖如下： 404550556065700 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5N * ( R + 1 )R / R m in 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： 平均 =√ ? = 176。 （ 1）塔頂溫度 tD=50176。 C t2=40176。 C，因此取蒸汽溫度 134176。 Q F e F? H VF? 1 e?( ) F H VLF?? 2 . 0 3 3 10 6? W??? H VF H AVF 0 . 1 8? H BVF ?? H CVF ?? H DVF 0 . 1 2?? H EVF ?? 5 . 3 9 3 10 5? m 2s 2???H VLF H ALF 0 . 1 8? H BLF ?? H CLF ?? H DLF 0 . 1 2?? H ELF ?? 2 . 2 4 4 10 5? m 2s 2???sol 1 mols? 1 . 29 1 10 5? molhr?? M kgmol??W M sol 1 mols??? ??? 2 . 13 4 kgs???HCLF 72kcalkg??HDLF 131 kcalkg??HELF 67kcalkg??H W H CLF 0 . 0 1 4 1 4 5? H CLF 0 . 2 7 7 6 4 5?? H CLF 0 . 7 0 2 8?? 2 . 9 9 8 10 5? m 2s 2???Q W W H W? 6 . 39 9 10 5? W???QF QB? QC QD? Q1? QW?Q B Q C Q D? Q W? Q F?? ?0 . 9 5 2 . 9 4 5 10 6? W???G C Q CC P t 2 t 1?? ?? 8 3 .5 3 7 kgs???查圖表集的飽和蒸汽的汽化潛熱 rB=則蒸汽用量 GB: 2．塔板的設(shè)計和計算 塔經(jīng)的計算 由 aspen 物性分析方法查的塔頂個物系的密度如下表所示 丙烷 異丁烷 正丁烷 異戊烷 正戊烷 氣相 kg/m3 液相 kg/m3 氣相密度： 液相密度 ： a、 塔板間距 smith 法計算 查 smith 氣相負荷因數(shù)圖 C20= 由 aspen 物性分析方法查的塔頂個物系的表面張力如下表所示 : 表面張力 N/M GB QBrB kgs???? V1 1 6 . 3 0 0 . 3 7 4 7? 2 3 . 1 7 0 . 1 5 7 9?? 2 4 . 4 4 0 . 4 6 4 3?? 3 8 . 9 2 0 . 0 0 3 1??( ) kgm 3 2 1 . 2 3 4 kgm 3???? L1 4 4 6 . 7 8 0 . 3 7 4 7? 5 1 8 . 6 0 . 1 5 7 9?? 5 4 1 . 9 5 0 . 4 6 4 3?? 5 8 9 . 5 3 0 . 0 0 3 1??( ) kgm 3 5 0 2 . 7 5 kgm 3???L R D? kgs??? V L D? kgs???VS1 V?V1 m3s??? LS1 L?L1 m3s???LS1VS1??? ????L1?V1??? ???? ?HT 500mm?? hl 70mm??? 1 0 . 0 0 4 0 8 0 . 3 7 4 7? 0 . 0 0 7 1 6 0 . 1 5 7 9?? 0 . 0 0 9 1 3 0 . 4 6 4 3?? 0 . 0 1 1 8 1 0 . 0 0 3 1?????1 10 3????C C20 ???? ???? ???? max C ? L1 ? V1?? ?? V1???? ??? ms 0 . 3 2 4 ms???? ?max? ms???D 4 VS1? ?? m??? 波津法： smith 法計算 查 smith 氣相負荷因數(shù)圖 C20= 由 aspen 物性分析方法查的塔頂個物系的表面張力如下表所示 : 表面張力 N/M 波津法： 塔徑 取較大值歸元后 計算 b、取塔間距 塔徑 ? max 0 . 0 5 5 ??1 2 L S1V S1? ? L1? V1??? L1 ? V1?? V1?????????ms 0 . 4 6 ms???K ?? KS ??? K? K S? ? max? 0 . 32 2 ms???D 4 V S1?3 . 14 ?? 1 . 42 2 m???D ??HT D 2? 2? ???HT 450mm?? hl 70mm??? 1 0 . 0 0 4 0 8 0 . 3 7 4 7? 0 . 0 0 7 1 6 0 . 1 5 7 9?? 0 . 0 0 9 1 3 0 . 4 6 4 3?? 0 . 0 1 1 8 1 0 . 0 0 3 1?????1 10 3????C C 20 ?10 . 02??? ???? 0 . 06 1???? max C ? L1 ? V1?? ?? V1???? ??? ms 0 . 2 9 3 ms???? ?max? ms???D 4 VS1? ?? m???? max 0 . 0 5 5 ??1 2 L S1V S1? ? L1? V1??? L1 ? V1?? V1?????????ms 0 .