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

.說明書續(xù)精餾分離裝置姓名：曹震指導(dǎo)老師：馬慶蘭....... 3 4 .己烷、正庚烷和正辛烷，是一個(gè)多.......過計(jì)算開孔率，設(shè)計(jì)并選擇性。選擇筒體壁厚和材料，選擇適宜的尺寸。完成這以后，就可以確定各接管.第一章塔的工藝計(jì)算x1,F2,F3,F4,F00進(jìn)料(F)塔頂產(chǎn)品(D)塔底產(chǎn)品(W)xx1,D2,D3,W4,W|2,D|2,D|3,W|3,WM進(jìn)料93.7kgkmol，，，，1,D2,D3,W4,W....項(xiàng)目項(xiàng)目進(jìn)料塔頂塔底流率Kmol/hkg/hKmol/hkg/hKmol/hkg/h正戊烷19.21138019.41395.800正己烷38.42330035.43043.72.8424.19正庚烷51.2351242.27228.748.994904.9正辛烷19.2121960019.172184.9合計(jì)128.071200057.074668.3717331.7組成mol%kg%mol%kg%mol%Kg%正戊烷0.150.1150.340.29900正己烷0.30.2750.620.6520.040.033正庚烷0.40.4270.040.0490.690.669正辛烷0.150.183000.270.298合計(jì)111111回流罐冷卻水回流罐冷卻水罐壓力P=γp°x+γp°x+γp°x+γp°x回流罐111222333444回流罐11,D22,D33,D44,D....T3i123代入(2)式求得4P=pox+pox+pox+pox回流罐11,D22,D33,D44,D塔頂回流罐度nyi=1(K=Poi)KiPi=1i塔頂PP2(atm)P3(atm)P4(atm)P1(atm)yiKiK2K3K4K1...0.9970.9940.9910.9882.6540.9770.3720.1452.4130.8880.3390.1310.957Ki=1i塔底塔頂全塔全塔實(shí)際單板塔底nKx=1ii(K=P。i)iP塔底PP2(atm)P3(atm)P4(atm)P1(atm)KxiiK1K35766106K473816891K2551565173....346790284095173956822592581235nniii進(jìn)料22KxKx=1(K=i)iiiPi進(jìn)料PP2(atm)P3(atm)P4(atm)P1(atm)KxiiK2K3K4K1...0.93590.96340.99164.1190.6630.2773.5230.5670.237iiii=1ijiij取溫度為塔頂塔底平均溫度t=66.6+109.6=88.1oC，求得該溫度下的相對(duì)揮發(fā)度a，以最重2ij組分組分1234Poa=i14.3765.7272.3671.000j(3)式中的9應(yīng)介于輕、重關(guān)鍵組分的相對(duì)揮發(fā)度之間，由于已知輕、重關(guān)鍵組分相鄰，故式(3)、(4)僅有一個(gè)通根，且i=1ij...「(x「(x)(x)] .xijFia_9i=1ij78.02649naxa_9i=1ija_9i=1ij得i1ijWminlgam式中，xx為輕組分和重組分的摩爾分率，a=(a)?(a)l、hml,hDl,hW塔塔底條件(t=109.6℃，tm塔頂條件(t=66.6℃，alha=lh于是a=(2.639根2.247=2.435，由之前所得塔頂塔底的組成可算出：m....RX=Nmin根據(jù)上式，回流比R從R=0.9073至6取一組數(shù)，得到相應(yīng)的X及Y值，最終得到N與R的min一組關(guān)系數(shù)據(jù)，如下表：NNR1)NR/Rmin1.0000XYR123456minNSNS|L(xl)F(xDh)(D)」|NRRminN5minNNR)-R/Rmin1.82.83.84.85.86.87.8NR+)3.從圖中得到回流比的適宜區(qū)，取R/R=1.478，即R=1.3413，相應(yīng)的N=11.4。因此適宜回流min比為1.3413，理論板數(shù)為11.4。RSR=||h||Wl||||R=||h||Wl||||RSTTRS因此，理論加料位置應(yīng)為6.79塊板上。.......TmLLFiLiT已知a=2.435。根據(jù)全塔平均溫度t=88.1℃查得該溫度下正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛mmLFiLiTmLN11.4TT一、精餾段塔徑計(jì)算(以塔頂?shù)谝粔K板的溫度、壓力和組成計(jì)算),D2,D3,D4,D1,2,3p=585kgm3p=615kgm3，344vp=11= MPpvlvlllll=根VShmTlTl設(shè)計(jì)》(中國石油大學(xué))書66頁圖2-7得C=0.1000。201234.......代入(5)式中得：pvpv二、提餾段塔徑計(jì)算(以塔底第一塊板的溫度、壓力及組成計(jì)算)在塔底第一塊板上溫度為109.6℃，壓力1.238atm，液相各組分摩爾分率為x=0，2,W3,W4,W1==P。對(duì)于氣相混合物，在該溫度下，已知相平衡常數(shù)K==5.93，K=2.52，K=1.12，K=0.51，1P2341111lvii程 vRTll2ll2Sp,p,607.6vvSp,p,vvL,SSpL,SSl=根=0.09168vTlTl20134,,代入(5)式中得：max,3.958v"u,.......999593塔頂氣相混合物總焓值:塔頂液相混合物總焓值:L1LDLWLF123值H=HCptLDLD.L=LHV1HL1=76.5559210.431545.4=69.2kmolhD1HH59210.428608.7Q=(R+1)D(HH)CCV1LD沸器的熱負(fù)荷QB取全塔熱損失Q=5%Q,根據(jù)全塔熱量平衡，有：損BQ=DH+WH+QFH0.05QBLDLWCLFBDH+WH+QFHQ=LDLWCLFQB0.95=m=QC=3.86106=92543.8kghcCpt4.17410水蒸氣用量m=QB=4.34106=2148.5kghr2020c.項(xiàng)目項(xiàng)目進(jìn)料塔頂塔底流率Kmol/hkg/hKmol/hkg/hKmol/hkg/h正戊烷19.21138019.41395.800正己烷38.42330035.43043.72.8424.19正庚烷51.2351242.27228.748.994904.9正辛烷19.2121960019.172184.9合計(jì)128.071200057.074668.3717331.7組成mol%kg%mol%kg%mol%Kg%正戊烷0.150.1150.340.29900正己烷0.30.2750.620.6520.040.033正庚烷0.40.4270.040.0490.690.669正辛烷0.150.183000.270.298合計(jì)111111項(xiàng)項(xiàng)目單位數(shù)值溫度℃50壓力atm1溫度℃66.6塔頂壓力atm1.1流量kmol/h57.07溫度℃78.2進(jìn)料壓力atm1.169流量kmol/h128.07塔底溫度℃109.6壓力atm1.238流量kmol/h71最小回流比0.9073實(shí)際回流比1.3413最小理論板數(shù)5.28理論板數(shù)11.4實(shí)際板數(shù)20實(shí)際精餾段板數(shù)128塔徑mm1400HHFikJ/kmolHDikJ/kmolHWikJ/kmolDiKmol/hFiKmol/hWiKmol/hi...110002333669.740.155667.300.2701入方(kJ/h)4.84×1064.34×1069.18×106出方(kJ/h)1.63×1063.46×1063.86×1062.17×1069.18×106第二章——塔板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)00F=upv0 (2)提餾段閥孔氣速u=F0=10=5.03ms，已知提餾段空塔氣速u=0.71ms，0p3.958Tvu0.710=T100%=100%=14.1%u5.030......22F有關(guān)尺寸數(shù)Td浮閥數(shù)168開孔率13.05%TTAd一、取塔頂?shù)谝粔K板計(jì)算(精餾段)以液柱高度(mHO柱表示)則2pclopclolbh′l忽略板上的液面落差，有l(wèi)wow，β為充氣系數(shù)，取0.5，h取0.045m，h由下式計(jì)算：wowhhwwl2c．克服表面力的壓力降hσ此值一般很小，在此可以忽略不計(jì)。綜上可得，精餾段塔板壓力降pcl2TH=450mm，ε=0.5902，φ=0.7，u=0.87m/s，h=58.55mm，m由下式計(jì)算：Tlv代入(7)式求得由(8)式和(9)式求出，取兩者之間的較大值。FvSFvS1AKCbSFF=v10.78AKCTSF.......1lvC為泛點(diǎn)負(fù)荷因數(shù)，查圖得該值為0.127，K為系統(tǒng)因數(shù)，查表得該值為1；FSbTd；bTd；d；將以上各值代入(8)和(9)求得F=46.94%，F(xiàn)=45.16%，取兩者較大值，即46.94%。11根據(jù)Glitsch公司建議，直徑大于900mm的塔，霧沫夾帶量<0.1(kg/kg),泛點(diǎn)率應(yīng)控制在80%ddwowdPhwowP10.d?0.5Tw?0.5Tw4.漏液為00vl5.降液管液體停留時(shí)間及流速’ (1)液體在降液管的平均停留時(shí)間(2)液體在降液管中的流速udddmaxdmaxsdmaxslvdmaxs二、取塔底第一塊板計(jì)算(提餾段)bh′l對(duì)于提餾段，β取0.5，h取0.045m，h由下式計(jì)算：wow(L)(L)hhwwl2c．克服表面力的壓力降hσ此值一般很小，在此可以忽略不計(jì)。綜上可得，提餾段塔板壓力降pcl2....v代入(7)式求得代入(6)式得lvC查圖得該值為0.126，K查表得該值為1；FSFbTd將以上各值代入(8)和(9)求得F=57.86%，F(xiàn)=50.41%，取兩者較大值，即57.86%，此結(jié)果小于1180%，核算正確。(L,)(L,)3為d....中0.5Tw4.漏液為00v5.降液管液體停留時(shí)間及流速’ (1)液體在降液管的平均停留時(shí)間HA0.45人0.161S(2)液體在降液管中的流速uL,34.76u,=S==0.06msdddmaxdmaxdmaxslvdmaxshpSbFhvhhhh.......l2l3w2h22hha=22hhhNppvht4ht4hw....02030405060708000hhmhhp,SbFh3.958hhhh....l2l3w2hhha2=hh2hNvhT4hw.m(3000V03040hh0孔，進(jìn)料位置(第十三塊板上)開一個(gè)人孔，塔底處開一個(gè)人孔。人孔處的板間距為0.6m。度 (1)塔頂空間高度：設(shè)計(jì)H=1.25m；D (2)進(jìn)料空間高度：H=1.2m；F (3)塔底空間高度HWmhmL764Hh==1.5m...d.dDTiFW①塔頂蒸氣出口管的直徑dVVSd=S==0.246mvRRSvS=vS=FFdF=0.116mFWWdWW⑤塔底至再沸器的接管管徑dL設(shè)為5，連接管液體流速取1.5m/s，連接管液體流量為：607.6l...L=L=Ldd⑥再沸器反塔聯(lián)接管管徑db取氣化分率b5b=b=冷凝CV1L1P水水冷凝冷C冷凝←32.8℃冷卻水ln2mF型臥式熱虹吸式再沸器，LA....a)管程給熱系數(shù)m2m2C冷卻水流