中國石油大學(xué)課程設(shè)計-曹震-正戊烷-正己烷-正庚烷-正辛烷(考試學(xué)習(xí))

化工原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計連續(xù)精餾分離裝置（分離正戊烷,正己烷,正庚烷,正辛烷混合物）班級：化工06-2班姓名：曹震指導(dǎo)老師：馬慶蘭設(shè)計成績：日期：2009年6月8日——2009年7月1日設(shè)計方案簡介……………………2工藝流程簡圖……………………3第一章塔的工藝計算…………4§1.1產(chǎn)品的組成及產(chǎn)品量的確定………4§1.2操作溫度與壓力的確定……………5§1.3最小回流比的確定…………………9§1.4最小理論板數(shù)的確定…………11§1.5適宜回流比的確定…………11§1.6理論板數(shù)及理論加料位置的確定………………13§1.7實(shí)際板數(shù)及實(shí)際加料位置的確定…………14§1.8計算塔徑…………14§1.9全塔熱量衡算………………18§2.0第一章總結(jié)………………21第二章塔板的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………22§2.1塔板的布置……………………22§2.2塔板流體力學(xué)計算…………………23§2.3塔板負(fù)荷性能圖……………………30第三章塔體結(jié)構(gòu)設(shè)計…………33§3.1塔體的尺寸、材料及開孔…………33§3.2確定各接管的流速和直徑…………34§3.3塔的輔助設(shè)備選用…………………35計算結(jié)果匯總表……………………41自我評述……………44工藝流程簡圖設(shè)計方案簡介所設(shè)計的任務(wù)是：設(shè)計連續(xù)精餾分離裝置，分離正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷，是一個多元精餾過程，輕關(guān)鍵組分是正己烷，重關(guān)鍵組分是正庚烷。根據(jù)工藝操作條件和分離任務(wù)，初步確定精餾方案，畫出工藝流程草圖。確定方案流程后，逐步計算和確定多元混合物精餾塔的操作條件及裝備設(shè)施。首先，通過清晰分割法以及全塔物料衡算，確定塔頂、塔底的組分及其組成，根據(jù)回流罐的溫度及泡露點(diǎn)方程，計算出塔頂、塔底和進(jìn)料的壓力和溫度，進(jìn)而確定精餾操作條件。通過經(jīng)驗(yàn)估算出達(dá)到分離目的所需的最少理論板數(shù)，再結(jié)合全塔操作條件，得出最小回流比，通過作理論板數(shù)與回流比的關(guān)系曲線圖，得出適宜回流比，便可確定理論板數(shù)和實(shí)際板數(shù)，并得出實(shí)際加料位置。其次，進(jìn)行全塔熱量衡算，算出塔頂冷凝器和塔底再沸器的熱負(fù)荷，然后算出精餾段和提餾段的流量，確定塔徑，便可以進(jìn)行塔體的設(shè)計了。我們先從塔板入手，通過計算開孔率，設(shè)計并選擇出最佳塔板，并進(jìn)行合理布圖。通過塔板水力學(xué)計算來驗(yàn)證塔板的設(shè)計是否合理，是否會發(fā)生過量霧沫夾帶、過量漏液和淹塔等現(xiàn)象，并作出塔板負(fù)荷性能圖，進(jìn)一步驗(yàn)證計算結(jié)果的合理性。接下來，在設(shè)計條件下，為精餾塔定出尺寸、材料和規(guī)格：選擇筒體壁厚和材料，選擇適宜的封頭，確定人孔的數(shù)目和位置，塔體的高度和裙座的形式、尺寸。完成這以后，就可以確定各接管的管徑，塔頂冷凝器、塔底再沸器和回流泵等輔助設(shè)備的型號，并將所設(shè)計的精餾塔反映在圖紙上，使設(shè)計更加清晰明了。最后，將計算的結(jié)果匯總，整理出一份完整的設(shè)計說明書。第一章塔的工藝計算§1.1產(chǎn)品的組成及產(chǎn)品量的確定采用清晰分割法。已知進(jìn)料組成，輕關(guān)鍵組分是正己烷，重關(guān)鍵組分是正庚烷，現(xiàn)將已知和未知列入下表中：正戊烷（）正己烷（）正庚烷（）正辛烷（）進(jìn)料（F）0.15未知00.30.40.150塔頂產(chǎn)品（D）塔底產(chǎn)品（W）未知0.040.04未知未知可見需要求、、、。列全塔總物料衡算及組分1、2、3、4的全塔物料衡算可得：已知進(jìn)料平均摩爾質(zhì)量則進(jìn)料的摩爾流率代入方程組可求得：，，，，由此可以求出塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：由以上結(jié)果得出全塔物料衡算表：項(xiàng)目流率進(jìn)料Kmol/h19.2138.4251.2319.21128.07mol%0.15塔頂kg/h塔底Kmol/h19.435.42.270kg/h1395.83043.7228.70Kmol/h0kg/h0正戊烷正己烷正庚烷正辛烷合計138033005124219612000kg%0.1150.2750.4270.18312.8448.9919.177124.194904.92184.97331.7Kg%057.07mol%0.340.620.0404668.3kg%0.2990.6520.0490組成mol%0正戊烷正己烷正庚烷正辛烷合計0.30.040.690.2710.0330.6690.29810.40.15111§1.2操作溫度與壓力的確定1.回流罐溫度一般保證塔頂冷凝器與冷卻介質(zhì)之間的傳熱溫差：℃已知冷卻劑溫度為31℃，則℃2.回流罐壓力已知式中為組分飽和蒸汽壓，為組分活度系數(shù)。因所求混合物可視為理