过程工艺与设备课程设计

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1、过程工艺与设备课程设计丙烯—丙烷精馏塔设计班级：09级高分子1班姓名：赵健学好：20092412844指导老师：刘诗丽设计日期：2012-2-20至2012-2-29目录前言第一章：任务书第二章：数据求算过程第三章：溢流装置的设计第四章：塔盘布置第五章：塔盘流动性能的校核第六章：负荷性能图前言本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案等内容。说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。鉴于本人经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正。感谢老师的指

2、导和参阅！第一章：任务书————设计条件1、工艺条件：饱和液体进料；进料丙烯含量（摩尔百分数）xf＝65％；塔顶丙烯含量xD＝98％；釜液丙烯含量xw＝2％；总板效率为0.6；2、操作条件：塔顶操作压力为1.62MPa(表压)；3、其他条件：塔设计位置在塔顶；踏板形式为筛板；处理量90Kmol/h；回流比系R/Rmin=1.6；用3#图纸绘制带控制点的工艺流程图及精馏塔工艺条件图；4、物性数据：定性温度T取塔顶温度TD=316.1K，塔底温度T2=325.23K的平均温度320.65K，液相密度表面张力丙烯474.84.76丙烷460.9

3、24.75气相密度表面张力丙烯31丙烷32.1液相密度气相密度液相表面张力：第二章：数据求算过程：1、的确定：假设塔顶温度为316.1K，压力为1.62MPa（表压），则根据“烃类的p--T--K图”可知，，1721.33/101.33的压力下，=1.08，，所以假设塔底温度为325.23K，压力为1.76MPa（表压），则根据“烃类的p--T--K图”可知，在，1861.33/101.33的压力下，，所以所以2、R的确定：R/Rmin=1.8又是q线与平衡线的交点坐标，因为是饱和液体进料，q=1，所以q线方程为,平衡线方程为联立可得=0

4、.65，=0.679；所以；所以R=1.8Rmin=1.810.38=18.68因此可以确定精馏段方程为：提留段的方程：因为q=1,所以其中，所以=3、塔板的计算：(1)利用编程计算：已知平衡方程精馏段方程提馏段方程=1.03Xm-0.000528根据程序运算所需理论塔板数：程序如下：#include#includeintmain(){floatx,y,f,R,a;inti=1;scanf("%f%f%f",&a,&R,&f);x=0.98/(a-(a-1)*0.98);while(x>0.65){y=(

5、R*x)/(R+1)+0.98/(R+1);x=y/(a-(a-1)*y);i++;}printf("进料板为第%d块",i);while(x>0.02){y=(R+f)*x/(R+1)-(f-1)*0.02/(R+1);x=y/(a-(a-1)*y);i++;}printf("");printf("理论塔板数为%d块",i);}运行后可知结果：进料板为第39块；总的理论塔板数为85块；又已知总板效率为0.6；所以实际塔板数为85/0.6=142；（2）利用吉利兰关联图估算理论塔板数：已知R=18.68；Rmin=10.38则由吉利兰

6、关联图可查得：又已知=1.10；=1.17；所以又代入数据可得：=61所以N=88；则实际塔板数为88/0.6=147块；两种方法计算的塔板数相差不到5块，所以数据基本准确。4、塔径的计算：已知qnF=90Kmol/h,xD=98%;；xF=65％；对全塔进行物料衡qnD+qnW=qnFqnDxD+qnWxw=qnFxF带入数据计算可得：qnD=59.06Kmol/h；qnW=30.94Kmol/h气相流量=59.06Kmol/h=2480.52kg/h=79.96/h液相流量=30.94Kmol/h=1361.36kg/h=2.87/h

7、两相流动参数初选塔板间距=0.45m可得C20=0.07因此气体负荷因子液泛气速取泛点率为0.8，则操作气速所需气体流量截面积取，则，故At=0.5/0.93=0.538塔径5、塔高的计算：实际塔板数142块，初选踏板间距0.45m,则塔高Z=142*0.45=63.9m；进料处两板间距增大为0.9m,设置20个入孔，入孔处两板间距增大为0.8m；群座取5m,塔顶空间高度1.5m，釜液上方气液分离高度取4m；设釜液停留时间为30min,所以釜液高度：Hw=30*60*4*qv/()=1800*4*0.3211/460/3.14/=2.33

8、m所以总塔高h=63.9+0.9-0.45+5+1.5+4+2.33+20*(0.8-0.45)=84m6、数据汇总：名称数值实际塔板数N142理论塔板数Nt85进料板位置Nf39回流比R18