【正文】 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) II 題目 甲醇 — 水二元篩板精餾塔的 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)條件：常壓 P=1atm（絕壓） 處理量： 70kmol/h 進(jìn)料組成 餾出液組成 釜液組成 （以上均為摩爾分率） 加料熱狀況 q= 塔頂全凝器 泡點(diǎn)回流 回流比 R=(— )Rmin 單板壓降 ≤ 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1． 完成該精餾塔的工藝設(shè)計(jì)（包括物料衡算、熱量衡算、篩板塔的設(shè)計(jì)計(jì)算）。 2． 畫(huà)出帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（ 2 號(hào)圖紙）、精餾塔工藝條件圖（ 2號(hào)圖紙）。 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) III 目錄 目錄 .............................................. III 摘要 ................................................ V 第一章緒論 ......................................... VI 篩板塔的特點(diǎn) .................................... VI 設(shè)計(jì)思路 ........................................ VI 第二章精餾塔的工藝設(shè)計(jì) .............. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 平均相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算 ............. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 物料衡算 ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 逐板法確定理論板數(shù)及進(jìn)料位置 ..... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) IV 第三章精餾塔主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 精餾塔主要工藝尺寸的計(jì)算 ......... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 塔板負(fù)荷性能圖 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第四章熱量衡算 ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 熱量衡算 ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 結(jié)束語(yǔ) .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 主要符合說(shuō)明 ........................ 錯(cuò)誤 !未 定義書(shū)簽。 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) V 摘要 在這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)中，我們應(yīng)用了化工原理精餾知識(shí)對(duì)甲醇 水二元篩板精餾塔進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使我們對(duì)課本知識(shí)進(jìn)行了更深一步的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)實(shí)際操作有了一定的了解。經(jīng)計(jì)算，回流比 R=，實(shí)際塔板為 18，其中精餾段 7 塊，提餾段 11 塊，最終計(jì)算塔高為 ，篩孔數(shù) 1580 個(gè)，精餾段操作彈性 ，提餾段操作彈性 ，符合要求。 吉林化工學(xué)院化工原理課程設(shè)計(jì) 第一章緒論 篩板塔板簡(jiǎn)稱(chēng)篩板，結(jié)構(gòu)持點(diǎn)為塔板上開(kāi)有許多均勻的小孔。工業(yè)應(yīng)用小以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場(chǎng)合 (如分離粘度大、易結(jié)焦的物系 )。其缺點(diǎn)是篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、粘度大的物料。近年來(lái)，由于設(shè)計(jì)和控制水平的不斷提高，可使篩板的操作非常精確，彌補(bǔ)了上述不足，故應(yīng)用日趨廣泛。 ↓ ↓ ↓ 全塔物料衡算 求理論塔板數(shù) 篩板塔的設(shè)計(jì) 流體力學(xué)性能 校正 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) VII ↓ ↓ ↓ ↓ 氣液相負(fù)荷計(jì)算 畫(huà)出負(fù)荷性能圖 塔附屬設(shè)備計(jì)算 全塔熱量衡算 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 1 第二章 工藝計(jì)算 全塔物料衡算 原料摩爾分?jǐn)?shù)的計(jì)算 設(shè) F、 D、 W 分別為進(jìn)料、溜出液和釜液的摩爾流量； Fx 、 Dx 、 Wx 分別為進(jìn)料、溜出液和釜液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)； 已知： hkmolF /70? 、 ?Fx 、 ?Dx 、 ?Wx 、 1?q ，由物料衡算式： 總物料： WDF ?? ① 易揮發(fā)組分： WDF xWxDxF ????? ② 聯(lián)立①②，可計(jì)算出餾出液和釜液的摩爾流量分別為 hk m o lxx xxFW WD FD / ????????? hk m o lWFD / ????? 溫度的確定 表 21 利用常壓下甲醇 水平衡數(shù)據(jù) [1] x 0 y 0 t/℃ 100 x y t/℃ 根據(jù)甲醇 水相平衡數(shù)據(jù)表，用數(shù)值插值 法確定塔頂溫度 Dt 、 進(jìn)料溫度 Ft 、塔釜溫度 Wt 。 計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂： CtD ?? kpapA ? kpapB ? 進(jìn)料板： CtF ?? kpapA ? kpapB ? 塔釜： CtW ?? kpapA ? kpapB ? 相對(duì)揮發(fā)度的計(jì)算 將該體系視為理想體系，根據(jù)拉烏爾定律，有 00// BABB AA ppxp xp ??? 代入上文計(jì)算出的分壓值，可得 ?D? ?F? ?W? 所以，全塔平均相對(duì)揮發(fā)度為 ???? WFD ???? 精餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度為 1 ????? FD ??? 提餾段的平均相對(duì)揮發(fā)度為 2 ????? FW ??? 回流比的確定 因?yàn)椴扇∨蔹c(diǎn)進(jìn)料，即 1?q ， 所以 ?? Fq xx 則 ? ? ? ? ???? ????? ?? qqq xxy ?? 又 ?最小回流比 5 41 25 i n ??????? qq qD xy xxR 取操作回流比 m i n ???? RR 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 3 摩爾流量的計(jì)算 設(shè) V 、 39。L 分別為精餾段和提餾段下降液體的摩爾流量。 ?????????? 提餾段上升蒸汽的摩爾流量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? hk m o lFqDRFqVV / 1 1 39。 精餾段操作線方程 5 3 8 4 8 1 1 9 7 1 1 8 1 1 n1 ??????????? nDnn xxR xxR Ry 提餾段操作線方程 0 1 5 5 5 3 0 139。39。 甲醇 181。 3222 ?????? ? hmMVVmVmVh / 39。 3222 ?????? ? hmMLLmLmLh / 39。 取 ?DlW ,則堰長(zhǎng) mDlW 4 5 6 5 ???? （ 2） 溢流堰高度 選用平直堰，堰上液層高度 OWh 由弗朗西斯公式計(jì)算，近似取 1?E ,則 吉林化工學(xué)院化工 原理課程設(shè)計(jì) 15 mLLEhWhOW 3/233/23 ????????????????????? ?? ? mhL ? ? mhhh OWLW 0 6 3 6 0 6 3 ????? 同理，計(jì)算出提餾段 mhW ? （ 3）弓形降液管寬度 dW 和截面積 fA 查圖 316， ∵ ?DlW 得 ?DWd ∴ mW d 1 0 ??? 1 2 9 i n1s i n 2121?????????????? ????DlDlDlAAWWWTf 又 ? 222 0 1 mDAT ???? ?? ? 22 6 1 0 6 mA f ?? 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間 ?????? s Tf L HA? s 符合要求 同理，計(jì)算出提