正己烷正庚烷分离过程筛板精馏塔课程设计.docVIP

化工原理 课程设计说明书 正己烷-正庚烷分离过程 筛板精馏塔设计 系 别：化工系 班 级：09化工2班 学 号：0906210225 姓 名：张艳攀 指导老师：李梅 设计日期：2012年六月10号星期五 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一部分 概述 4 一、设计目标 4 二、设计任务 4 三、设计条件 4 四、设计内容 4 五、工艺流程图 4 第二部分 工艺设计计算 6 一、设计方案的确定 6 二、精馏塔的物料衡算 6 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 6 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 6 3.物料衡算原料处理量 6 三、塔板数的确定 7 1.理论板层数的求取 7 2.全塔效率 8 3.实际板层数的求取 9 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 9 1.操作压强计算 9 2.操作温度计算 9 3.平均摩尔质量计算 9 4.平均密度计算 10 5.液相平均表面张力计算 11 6.液相平均粘度计算 11 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 12 1.塔径的计算 12 2.精馏塔的有效高度的计算 13 六、塔板主要工艺尺寸的计算 14 1.溢流装置计算 14 2.塔板布置 15 3.筛孔数与开孔率 16 七、筛板的流体力学验算 16 1.气体通过筛板压降相当的液柱高度 16 2.雾沫夹带量的验算 17 3.漏液的验算 18 4.液泛验算 18 八、塔板负荷性能图 19 1.漏液线 19 2.雾沫夹带线 19 3.液相负荷下限线 20 4.液相负荷上限线 21 5.液泛线 21 6. 操作线 22 九、设计一览表 24 十、操作方案的说明： 25 附表 26 总结 29 参考文献 29 第一部分 概述 一、设计目标 分离正己烷-正庚烷混合液的筛板式精馏塔设计 二、设计任务 试设计分离正己烷-正庚烷混合物的筛板精馏塔。精馏分离含正己烷30%的正己烷-正庚烷混合液，要求塔顶馏岀液中含正己烷不小于96%，塔底釜液中含正己烷不高于2%。（以上均为质量分数）年处理量为2.3万吨正己烷-正庚烷混合液。 三、设计条件 操作压力 进料热状况 回流比与最小回流比比值 单板压降 全塔效率 4kPa（塔顶表压） 气液混合进料 1.5 0.7kPa 四、设计内容 编制一份设计说明书，主要内容包括： 1、设计任务。 2、塔的工艺计算：包括全塔物料衡算、塔底及塔顶温度、精馏段和提馏段气液负荷、塔的理论板数、实际板数。 3、塔的结构设计：包括塔高、塔径、降液管、溢流堰、开孔数及开孔率。 4、塔板流体力学验算。 5、塔板负荷性能图。 6、撰写设备结果一览表。 7、绘制精馏塔的设备图。 8、设计感想、设计评价。 9、参考文献。 五、工艺流程图 精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，为此，在确定流程装置时应考虑余热的利用，注意节能。另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免受泵操作波动的影响。 原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。以测量物流的各项参数。 塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器，以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面，合理的兼顾设备，操作费用操作控制及安全因素。 连续精馏操作流程图 第二部分 工艺设计计算 一、设计方案的确定 本设计任务书为分离正己烷-正庚烷混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用气-液混合进料，将原料液通过预热器加热至83℃ 二、精馏塔的物料衡算 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 正己烷的摩尔质量 =86.17kg/mol 正庚烷的摩尔质量