【正文】 0?? W1 0?? D4 0?? W4 0?? lo g D 2W2??? ??? lo g D 3W3??? ????lo g ? 23? ? lo g ? 33? ??lo g D 1W1??? ??? lo g D 3W3??? ????lo g ? 13? ? lo g ? 33? ?? 化工原理課程設(shè)計(jì) 15 可以視為清晰分割 即 xDD := 0 xAW := 0 最小回流比的計(jì)算 由恩德伍德公式 lo g D 2W2??? ??? lo g D 3W3??? ????lo g ? 23? ? lo g ? 33? ??lo g D 4W4??? ??? lo g D 3W3??? ????lo g ? 43? ? lo g ? 33? ?? D1 W1? F1F D4 W4? F4F s o l F in d D 1 D 4?? W1?? W4??? ?6 .1 9 4 0 4 10 3?8 .0 9 5 4 30 .0 1 0 75 .1 1 8 9 9 10 3???????????????? D1 sol 0 40 4 10 3???? D4 sol 1 ??? W1 sol 2 ??? W4 sol 3 9 10 3???? x 1W W1Wm olhr3 .3 1 7 0 3 10 7????? x 4 D d D4Dm olhr2 .7 5 6 3 7 10 4????? 14i? i3 x iD?i3 ?? R m in 1???? ????? 14i? i3 x iF?i3 ?? 1 q???? ????? x1D ?? 化工原理課程設(shè)計(jì) 16 取 θ 在 1和 之間滿(mǎn)足要求 取 初值 b := 最小理論板數(shù)的計(jì)算 由芬克斯公式求最小理論塔板數(shù) 實(shí)際回流比、塔板數(shù)、進(jìn)料位置的計(jì)算 吉利蘭關(guān)聯(lián)式 x2D ?? x3D ?? x4D0?? x1F ?? x2F ?? x3F ?? x4F ?? q 1?? ? root f a( ) a??( )?? ? ? f a( ) ? 13 x 1F? ?? 13 a? ? 23 x 2F? ?? 23 a?? ? 33 x 3F? ?? 33 a?? ? 43 x 4F? ?? 43 a???? a ?? f b( ) ? 13 x 1D? ?? 13 ?? ? 23 x 2D? ?? 23 ??? ? 33 x 3D? ?? 33 ??? ? 43 x 4D? 43 ????? ???? b? 1??? Rmin root f b( ) b??( )?? Rmin ? x2W ?? x3W ?? N m inlo g x 2Dx 3D??? ??? x 3Wx 2W??? ?????? ???lo g ? 23? ? 1? 1 0 .1 5 5 8 7??? 化工原理課程設(shè)計(jì) 17 表 33 回流比、進(jìn)料位置、塔板數(shù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)表 R/Rmin Rmin R X Y N (R+1)N 3 由上表做出 （ R+1） N 與 R/Rmin 關(guān)系圖如下 圖 31 （ R+1） N 與 R/Rmin 關(guān)系圖 6065707580850 1 2 3 R/Rmin（R+1）*N 系列1 最低點(diǎn)為（ ， ） Y 1 e1 5 4 .4 X?11 1 17 .2 X??? ?? X 1?( )X 0 .5??? ???? Y N Nmin?? ?N 1? X R Rmin?? ?R 1? 化工原理課程設(shè)計(jì) 18 所以實(shí)際回流比 R=*= 查吉利蘭圖得 此時(shí) Y= 取初值 所以理論板數(shù)為 塊板。 C 由泡點(diǎn)方程得 tW := 176。 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)?；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(wèn)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。本次設(shè)計(jì)運(yùn)用到 Aspen Plus、 MathCAD、AutoCAD、 EDR 等軟件，綜合運(yùn)用所學(xué)的化工方面的知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)以致用的能力。 化工原理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括設(shè)計(jì)方案的確定、精餾塔的化工工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、附屬設(shè)備的選型與校核、工藝流程圖的繪制、主體設(shè)備的圖的繪制及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)等?；ぴ碚n程設(shè)計(jì) 1 化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目： 160 噸 /天芳烴 分離精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：化學(xué)工程與工藝 指導(dǎo)教師： 2021年 8 月 19 日 ~2021 年 9 月 6 日 化工原理課程設(shè)計(jì) 2 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 專(zhuān)業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級(jí)： 學(xué)生： 一 、題 目 設(shè)計(jì)一連續(xù)操作精餾裝置，用以分離 芳烴 混合物。 二、原 始 數(shù) 據(jù) 原 料 處理量 160 噸 /天 組成（質(zhì)量分率） 苯， ；甲苯， ； 乙苯 ；鄰二甲 苯 ； 進(jìn)料狀態(tài)（氣化分率） 0 產(chǎn)品要求 塔頂產(chǎn)品 甲 苯收率≥ % 塔底產(chǎn)品 乙 苯收率≥ 98% 三、 設(shè)計(jì)要求 1. 用 Mathcad 、 Excel 或手算完成塔的簡(jiǎn)捷計(jì)算及塔板設(shè)計(jì)、換熱器等的選用 2. 若在設(shè)計(jì)前已完成 Aspen plus 或 ProⅡ軟件的學(xué)習(xí)，采用軟件完成 塔的嚴(yán)格設(shè)計(jì) 3. 用 Autocad 繪制流程簡(jiǎn)圖、浮閥排列圖、塔體總圖及塔盤(pán)裝配圖 4. 說(shuō)明書(shū)（電子版） 5. 提交電子版文檔及紙板：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、計(jì)算源程序、圖紙 發(fā)出日期 2021 年 8 月 19 日 交入日期 2021 年 9 月 6 日 指導(dǎo)教師 化工原理課程設(shè)計(jì) 3 摘要 :芳烴混合物苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯采用精餾原理，利用一連續(xù)操作精餾 塔，將其分離，并達(dá)到塔 頂產(chǎn)品甲苯收率 %，塔底產(chǎn)品乙苯收率 98%的產(chǎn)品分 離要求。而且要求對(duì)所設(shè)計(jì)的過(guò)程方案進(jìn)行模擬、優(yōu)化。 關(guān)鍵詞 ： 芳烴分離、工藝計(jì)算、設(shè)備計(jì)算 化工原理課程設(shè)計(jì) 4 目錄 第一章 前言 .......................................................................................................... 7 第二章 流程簡(jiǎn)圖 .................................................................................................. 7 第三章 物料衡算 ................................................................................................... 8 全塔物料衡算 .............................................................................................…8 塔的適宜工作條件 ...................................................................................…11 操作壓力的確定 .....................................................................................11 操作溫度的確定 .................................................................................... 12 驗(yàn)證清晰分割 .............................................................................................. 12 最小回流比的計(jì)算 ................................................................................... 15 最小理論板數(shù)的計(jì)算 ............................................................................... 16 實(shí)際回流比、塔板數(shù)、進(jìn)料位置的計(jì)算 ............................................. 15 第四章 熱量衡算 .............................................