年产量万吨正戊烷-正己烷分离过程筛板精馏塔设计

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1、课程设计说明书题目:分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计40安徽理工大学课程设计（论文）任务书机械工程学院过控教研室学号2011301920学生姓名专业（班级）过控11-1设计题目分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计设计技术参数料液种类：正戊烷-正己烷混合液年处理量：40000吨料液浓度：55%（轻组分质量分数）塔顶产品浓度：96%（轻组组分质量分数）塔底釜液浓度：96%（重相组分质量分数）每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）精馏塔塔顶压强：4kPa（表压）设备形式：筛板精馏塔厂址：淮南地区设计要求完成精馏塔工艺设计、精馏设备设计、配管设计，绘制塔板结构简图，编制

2、设计说明书。工作量说明书总页数不少于25页工作计划第一天：省定题目，第二天：借书查资料，第三天：开始计算，第四天：把不会计算的到图书馆找书查，第五天：计算，查资料，第六天：计算，校核，第七天：计算，校核，第八天：总结，从头复查一遍，第九天：排版，打印参考资料1《化工原理课程设计》中国石化出版社2《化工原理（下册）》化学工业出版社3《化工原理第四版》化学工业出版社)指导教师签字教研室主任签字2013年12月16日40安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表学生姓名：蔡洋学号：2011301920专业班级：过控11-1课程设计题目：分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计指导教师评语

3、：成绩：指导教师：年月日40一、概述51.1设计依据61.2技术来源61.3设计任务及要求61.4操作压力7二、流程的确定和说明82.1加料方式82.2进料状态82.3冷凝方式82.4加热方式9三、设计计算93.1最小回流比及操作回流比的确定9原料液的摩尔组成：9=0.59393.2进料液量、釜残液量及加热蒸汽量的计算123.3理论塔板层数的确定123.4全塔效率的估算133.5实际塔板数15四、工艺计算154.1操作压力154.2平均摩尔质量164.3平均密度164.5液相表面平均张力的计算194.5物性数据总汇22五、塔体工艺尺寸计算225.1塔径的计算225.2精馏

4、塔有效高度计算255.3溢流装置计算265.4塔板布置及筛孔数目与排列28六、塔板流体力学验算306.1气相通过筛板塔板的压降306.2液泛316.3物沫夹带326.4漏液32七、塔板负荷性能图337.1漏液线337.2液沫夹带线347.3液相负荷下限线347.4液相负荷上限线357.5液泛线35八、设计一览表3840一、概述筛板精馏塔是化学工业中常用的传质设备之一。它具有结构简单、造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率高的优点。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，进行传质与传热。在正常操作状况下，气相为分散相

5、，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上液层时两相接触进行传质。在生成的气相中，混合物的组成将发生改变，相对挥发度大的轻相在气相中得到富集，而相对挥发度小的重相则在液相中富集，从而达到分离提纯的目的。整个过程熵增为负，需外界提供能量。在化工、炼油和石油化学工业生产中,塔设备作为分离过程工艺设备,在蒸馏、精馏、萃取、吸收和解吸等传质单元操作中有着重要的地位。据统计,在整个化工工艺设备总投资中塔设备所占的比重,在化肥厂中约为21%,石油炼厂中约

6、为20一25%,石油化工厂中约占10。若就单元装置而论,塔设备所占比重往往更大,例如在成套苯蒸馏装置中,塔设备所占比重竟高达75.7%。此外,蒸馏用塔的能量耗费巨大,也是众所周知的。故塔设备对产品产量、质量、成本乃至能源消耗都有着至关重要的影响。因而强化塔设备来强化生产操作是生产、设计人员十分关心的课题。401.1设计依据本设计依据于教科书的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出理论计算。1.2技术来源目前，精馏塔的设计方法以严格计算为主，也有一些简化的模型，但是严格计算法对于连续精馏塔是最常采用的，我们此次所做的计算也采用严格计算法。1.3设计任务及要求原料：正戊烷-正

7、己烷正乙烷含量：料液含量0.593（摩尔分数）设计要求：塔顶的正乙烷含量不小于0.966（摩尔分数）塔底的正乙烷含量不大于0.047（摩尔分数）回流比为最小回流比的2倍其中（因为摩尔分数计算比较方便）质量分数转化为摩尔分数液料转化：塔顶正乙烷转化：塔底正乙烷转化正乙烷和正戊烷的基本数值如下图①石油化工基础数据手册.pdf401.4操作压力为降低塔的操作费用，操作压力选为常压其中塔顶压力为4kPa（表压）或104.3kPa（绝对压力）塔底压力40二、流程的确定和说明2.1加料方式加料分两种方式：泵加料和高位槽加料。高位槽加料通过