【正文】 ......................................................................................................................27 塔底再沸器 ......................................................................................................................27 塔釜產(chǎn)品冷卻器 ...............................................................................................................28 五、 經(jīng)費(fèi)估算 ............................................................................................................................29 設(shè)備費(fèi)用計(jì)算 ...................................................................................................................29 ...................................................................................................................29 ...................................................................................................................29 ...........................................................................................................29 ...............................................................................................................29 固定資產(chǎn)折舊后年花費(fèi)用 ...............................................................................................29 主要操作年費(fèi)用計(jì)算 .......................................................................................................30 ...........................................................................................................30 ...........................................................................................................30 ...............................................................................................................30 ...............................................................................................................30 年總成本 ............................................................................................................................30 年總收益 ............................................................................................................................30 年純收入 ............................................................................................................................30 六、 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 ...............................................................................................................31 七、 個(gè)人總結(jié)及對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述 .................................................................................32 八、 附圖 ......................................................................................................................................33 一、前言 化工原理課程設(shè)計(jì)是理論系實(shí)際的橋梁，是讓學(xué)生體察工程實(shí)際問題復(fù)雜性的初次嘗試。 三、 說明書目錄主要內(nèi)容規(guī)定 1. 說明書標(biāo)準(zhǔn)封面； 2. 目錄頁，任務(wù)書頁 3. 說明書主要內(nèi)容規(guī)定 1) 裝置流程概述， 2) 裝置物料平衡， 3) 精餾塔操作條件確定， 4) (適宜回流比 /最小回流比 )為 時(shí)理論塔板數(shù)及進(jìn)料位置， 5) 精餾塔實(shí)際主要工藝尺寸， 6) 精餾塔塔頂?shù)诙?、進(jìn)料口上等三板和進(jìn)料口下等二板塔板結(jié)構(gòu)參數(shù) 7) 精餾塔結(jié)構(gòu)參數(shù)匯總表和精餾塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 (A3 圖 ) ， 8) 裝置熱衡算 3 9) 裝置經(jīng)濟(jì)效 益和工藝設(shè)計(jì)評(píng)價(jià) 四、經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 其它用于經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)：加工純利潤(rùn) 600 元 /噸原料油，操作費(fèi)用計(jì)量：料液輸送 3元 /噸，冷卻水 16 元 /噸，熱載體 (柴油 )160 元 /噸；固定資產(chǎn)計(jì)量：傳熱面積 4000 元 /平方米 , 泵 1200 元 /(立方米 /小時(shí) ) ； 5000 元 /(立方米塔體 )； 3000 元 /(平方米 F1 型浮閥 (重閥 ) 塔板 ) 。 廣東石油化工學(xué)院 化工原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 : 萬噸 /年 苯 — 甲苯連續(xù)精餾裝置工藝設(shè)計(jì) 2 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 (應(yīng)化 10 級(jí)各班適用 ) 一、 任務(wù)名稱： 萬噸 /年 苯 甲苯連續(xù)常壓精餾裝置工藝設(shè)計(jì)說明書 二、 任務(wù)給定條件 1. 處理量為： 2班 (1500 + 學(xué)號(hào) 150)kg/h； (每年生產(chǎn)時(shí)間按 7920 小時(shí)計(jì) )。 2. 原料組成： ； 2班含苯 (質(zhì)量分率 ) 3. 產(chǎn)品組成：塔頂產(chǎn)品，含苯 (質(zhì)量分率，下同 ) ；塔底產(chǎn)品，含苯 ； 4. 進(jìn)料熱狀況參數(shù)條件： 2 班為 5. 塔頂采用 30℃的冷回流，冷卻水溫度 25℃，回用循環(huán)水溫度 45℃；塔底重沸器加熱介質(zhì)為比密度 的柴油，進(jìn)口溫度 290℃，出口溫度 160℃。裝置使用年限 15 年。通過化工原理課程設(shè)計(jì)，要求我們能夠綜合運(yùn)用化工原理上下冊(cè)的基本知識(shí)，進(jìn)行融匯貫通的獨(dú)立思考，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的設(shè)計(jì)任務(wù)，從而得到以化工單元操作為主的化工設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。同時(shí)，通過課程設(shè)計(jì)，還可以使我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的工作作風(fēng) 。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。工業(yè)應(yīng)用較多的是有降液管的塔板，如浮閥、篩板、泡罩塔板等。其主要特點(diǎn)是在塔板的開孔上裝有可浮動(dòng)的浮閥，氣流從浮閥周邊以穩(wěn)定的速度水平地進(jìn)入塔板上液層進(jìn)行兩相接觸。浮閥塔的主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力大，操作彈性較大，塔板效率高，氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小，塔的造價(jià)低，塔板結(jié)構(gòu)較泡罩塔簡(jiǎn)單 . 浮閥有盤式、條式等多種，國內(nèi)多用盤式浮閥，此型又分為 F－ 1 型（ V－ 1型）、 V－ 4型、十字架型、和 A型，其中 F－ 1 型浮閥結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 、節(jié)省材料，制造方便，性能良好，故在化工及煉油生產(chǎn)中普遍應(yīng)用，已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（ JB－ 1118－ 81）。一般多采用重閥，因其操作穩(wěn)定性好。精餾塔對(duì)塔設(shè)備的要求大致如下： 一：生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會(huì)產(chǎn)生液泛等不正常流動(dòng)。 三：流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備時(shí)阻力降小，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，在減壓操作是時(shí)，易于達(dá)到所要求的真空度。 五：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，安裝檢修方便?；旌衔镏屑扔袣庀嗷旌衔铮钟幸合嗷旌衔?，這時(shí)候原料混合物就分開了，氣相混合物在精餾塔中上升，而液相混合物在精餾塔中下降。液相混合物就從塔底一部分進(jìn)入到塔底產(chǎn) 品冷卻器中，一部分進(jìn)入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點(diǎn)溫度重新回到精餾塔。最終，完成苯與甲苯的分離。依任務(wù)書，苯和甲苯的相對(duì)摩爾質(zhì)量分別為 kg/kmol和 ，原料含苯 ，塔頂苯含量不低于， 塔底苯含量不大于 ，則：可算出 ： 原料液含苯的摩爾分率： ???Fx 塔頂含苯的摩爾分率：??D 塔底含苯的摩爾分率：???Wx 查 txy圖可得， tD=℃ ,tW=℃ ,tF=℃ 全塔平均溫度 tm=（ *） 1/2=℃ 操作壓力選定 最低操作壓力：取回流罐物料的溫度為 30℃，由它們的安托因 方程 00 ?????? tptP BA 甲苯：苯： 計(jì)算得： POA =， POB =. 由泡點(diǎn)方程 XD=(PminPOB)/(POA POB)=,可得 Pmin=. 取塔頂操作壓力 P=+*1000= 9 由以上可知，摩爾分?jǐn)?shù)為 xf=， xD=， xw= 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾量 原料液的平均摩爾質(zhì)量： MF ＝ ＋ (1－ ) ＝ 塔頂液的平均摩爾質(zhì)量： MD ＝ ＋ (1－ ) ＝ 塔底液的平均摩爾質(zhì)量： MW ＝ ＋ (1－ ) ＝ 質(zhì)量物料恒算與負(fù)荷計(jì)算及其結(jié)果表 全塔物料衡算： 進(jìn)料液： F=1650（ kg/h） /（ kg/kmol） =總物料恒算： F=D+W 即 D+W= 苯物料恒算： FwD FxWxDx ?? 即 D 83+ W 118=0. 388 聯(lián)立解得： W＝ D＝ 做 XY曲線 由文獻(xiàn) [1]中苯與甲苯的汽 液平衡組成可以找出5 521 ???? ??m算出。將上表中數(shù)據(jù)作圖得 x~y 曲線 ： 10 求 Rmin 從而算得 苯 甲苯物系在某些溫度 t 下的 a 值（附 x 值） 從而推出?m? 所以平衡線方程xxxxy )1(1 ????? ?? 因?yàn)?q= 所以 Q 線斜率31??k且過點(diǎn))( , FFxx 因此得 Q 線方程： ??? xy 計(jì)算得 Q 線方程與平衡線方程交點(diǎn) ),( qq yx=（ ,） in ???????qqqD xy yxR 又因?yàn)? Rmin ? 故 R= = 操作線方程 精餾段操作線方程為： ????????? nDnn xR xxR Ry ??? nn xy t( ℃ ) 85 90 95 100 105 α 圖 1 苯 — 甲苯混合液的 yx 圖 11 提餾段操作線方程為： 0044839。39。 由經(jīng)驗(yàn)式 [3] )( ?? ??TE 式中，μ — 塔頂及塔底平均溫度下的液體的平均粘度； ? — 塔頂及塔底平均溫度下的相對(duì)揮發(fā)度 在℃ 苯的粘度 :273.厘泊。 加料液體的平均粘度：m?= Ax+（ 1 Ax) B?= 厘泊 )( ???? ?TE。 對(duì)應(yīng)的溫度為塔頂溫度，為℃。 第二塔板的溫度： CN ttt DF ????? , Ct ?? 由 txy圖得 , 11 ?? xy 精餾塔