課程設(shè)計(jì)篩板式連續(xù)精餾塔及其主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì)

1、化工原理課程設(shè)計(jì)篩板式連續(xù)精餾塔及其主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師 學(xué) 生 化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝目 錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)21.設(shè)計(jì)題目 篩板式連續(xù)精餾塔及其主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì)22.工藝條件2二 設(shè)計(jì)內(nèi)容21.確定精餾裝置流程，繪出流程示意圖（見附圖）。22.工藝參數(shù)的確定22.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)22.2全塔的物料衡算32.3塔板數(shù)的確定32.4塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算62.5塔的提餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算83.主要設(shè)備的工藝尺寸計(jì)算113.1 精餾段塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算113.2 提餾段塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算134.流體力學(xué)計(jì)算154.1 精餾段塔板上的流體力

2、學(xué)驗(yàn)算154.2 提餾段塔板上的流體力學(xué)驗(yàn)算205 主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算及選型245.1精餾塔的附屬設(shè)備與接管尺寸的計(jì)算245.2進(jìn)料管線管徑265.3原料泵的選擇26三 精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總一覽表27四 參考文獻(xiàn)29課程設(shè)計(jì)題目篩板式連續(xù)精餾塔及其主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì)一 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.設(shè)計(jì)題目 篩板式連續(xù)精餾塔及其主要附屬設(shè)備設(shè)計(jì) 2.工藝條件生產(chǎn)能力：70000噸/年（料液）年工作日：300天原料組成：60%苯，40%氯苯（摩爾分率，下同）產(chǎn)品組成：餾出液 97%苯，釜液1%苯操作壓力：塔頂壓強(qiáng)為常壓進(jìn)料溫度：泡點(diǎn)進(jìn)料狀況：泡點(diǎn)加熱方式：間接蒸汽加熱回流比： 自選二 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.確定精餾

3、裝置流程，繪出流程示意圖（見附圖）。 2.工藝參數(shù)的確定 2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 2.1.1.組分的飽和蒸汽壓（mmHg）溫度，（）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯148205293400543719760組分的液相密度（kg/m3）溫度，（）8090100110120130苯817805793782770757氯苯1039102810181008997985純組分在任何溫度下的密度可由下式計(jì)算苯 推薦：氯苯 推薦：式中的t為溫度，。組分的表面張力（mN/m）溫度，（）8085110115120131苯21.220.617.316.

4、816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.4雙組分混合液體的表面張力可按下式計(jì)算：（為A、B組分的摩爾分率）氯苯的汽化潛熱常壓沸點(diǎn)下的汽化潛熱為35.3×103kJ/kmol。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示：（氯苯的臨界溫度：）其他物性數(shù)據(jù)可查化工原理附錄。 2.2全塔的物料衡算料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率苯和氯苯的相對(duì)摩爾質(zhì)量分別為78.11和112.61kg/kmol。平均摩爾質(zhì)量料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品的摩爾流率依題給條件：一年以300天，一天以24小時(shí)計(jì)，有：全塔物料衡算： 2.3塔板數(shù)的確定理論塔板數(shù)的求取苯-氯苯物系屬于理想物系，可采用梯級(jí)圖

5、解法（M·T法）求取，步驟如下：根據(jù)苯-氯苯的相平衡數(shù)據(jù)，利用泡點(diǎn)方程和露點(diǎn)方程求取依據(jù)，將所得計(jì)算結(jié)果列表如下：溫度，（）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯148205293400543719760兩相摩爾分率x10.6770.4420.2650.1270.0190y10.9130.7850.6140.3760.0710本題中，塔內(nèi)壓力接近常壓（實(shí)際上略高于常壓），而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù)，因?yàn)椴僮鲏毫ζx常壓很小，所以其對(duì)平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。確定操作的回流比R將1.表中數(shù)據(jù)作圖得曲線及曲線。在圖上，

6、因，查得，而，。故有：考慮到精餾段操作線離平衡線較近，故取實(shí)際操作的回流比為最小回流比的2倍，即：求理論塔板數(shù)精餾段操作線：提餾段操作線為過(guò)和兩點(diǎn)的直線。苯-氯苯物系精餾分離理論塔板數(shù)的圖解圖解得塊（不含釜）。其中，精餾段塊，提餾段塊，第3塊為加料板位置。實(shí)際塔板數(shù)全塔效率選用公式計(jì)算。該式適用于液相粘度為0.071.4mPa·s的烴類物系，式中的為全塔平均溫度下以進(jìn)料組成表示的平均粘度。塔的平均溫度為0.5(81+130.7)=105.85（取塔頂?shù)椎乃阈g(shù)平均值），在此平均溫度下查化工原理附錄11得：，。實(shí)際塔板數(shù)（近似取兩段效率相同）精餾段：塊，取塊提餾段：塊，取塊總塔板數(shù)塊。 2.4塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算平均壓強(qiáng)取每層塔板壓降為0.7kPa計(jì)算。塔頂：加料板：平均壓強(qiáng)平均溫度查溫度組成圖得：塔頂為81，加料板為93。 平均分子量塔頂： ，（查相平衡圖）加料板：，（查相平衡圖）精餾段：平均密度液相平均密度塔頂：進(jìn)料板：精餾段：汽相平均密度 液體的平均表面張力塔頂：；（81）液體的平均粘度塔頂：查化工原理附錄11，在81下有：加料板：精餾段：精餾段的汽液負(fù)荷計(jì)算汽相