化工原理课程设计-zq.ppt

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1、化工原理课程设计-板式精馏塔设计----基础化工部-进料回流液塔顶气相塔底液相常压分离环己醇–苯酚连续操作筛板精馏塔工艺设计任务书基础设计数据：1.处理能力：50000t/a（年工作按8000小时计）2.进料组成：环己醇30%，苯酚70%（mol%，下同）3.进料状态：泡点进料4.产品要求：塔顶馏出液组成：环己醇98%，苯酚2%塔釜釜残液组成：环己醇1%，苯酚99%5.塔顶压强：760mmHg（绝压）6.公用工程：循环冷却水：进口温度32℃，出口温度38℃导热油：进口温度260℃，出口温度250℃总体要求：绘制带控制点工艺流程图，完成精馏塔工

2、艺设计以及有关附属设备的计算与选型。绘制塔板结构简图，编制设计说明书。1.精馏塔工艺设计内容：全塔物料恒算、确定回流比；确定塔径、实际板数及加料板位置。2.精馏塔塔板工艺设计内容：塔板结构设计、流体力学计算、负荷性能图、工艺尺寸装配图。3.换热器设计：确定冷热流体流动方式以及换热器结构，进行换热器的热负荷计算，根据换热面积初选换热器；带控制点工艺流程图用A3图纸画塔工艺条件图（带管口）用A3纸画其余工艺设计图用坐标纸课程设计的要求注意事项:写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源每项设计结束后,列出计算结果明细表设计说明书要求字迹工整,装订成册

3、上交计算说明书目录设计任务书带控制点工艺流程图与工艺说明精馏塔工艺计算塔板结构设计精馏塔工艺条件图换热器的选型符号说明结束语参考文献附录常压分离环己醇―苯酚连续操作筛板精馏塔设计计算示例1.设计任务书按要求填入处理量和进料组成2.带控制点工艺流程图与工艺说明（1）带控制点工艺流程图（参考课程设计P14图1-3）（2）操作压力的选择（3）加料状态的选择（4）工艺流程叙述3.精馏塔工艺计算3.1相平衡关系利用安托因方程计算（参考化原P184）：logP°=A–B/(t+C)列出数据表1，在表后写出计算示例。t/0CPA°/kPaPB°/kPaxA

4、yAα80.181…110.6表1苯-甲苯常压相平衡数据说明：平均相对挥发度为5.623.2绘制t-x(y)图及y-x图在坐标纸上绘图，大小要求t-x(y)图为10*10cm，y-x图为20*20cm对于环己醇-苯酚体系：项目数据进料流量F,kmol/h塔顶产品流量D,kmol/h塔釜残液流量W,kmol/h进料组成，xF(摩尔分数）塔顶产品组成，xD(摩尔分数）塔釜残液组成，xW(摩尔分数）表2物料衡算表3.3全塔物料衡算（化原设计p146）料液平均分子量：Mm=0.3×100+0.7×94=95.8进料流量：F=50000×103/800

5、0×95.8=65.24kmol/hF=D+WD=19.5kmol/hFxF=DxD+WxwW=45.74kmol/h3.4实际板数及进料位置的确定1.确定最小回流比Rmin2.确定操作回流比R由Fenske方程计算最小理论板数Nminq=1,xe=xFye=f(xe)由y~x图得出利用吉利兰关联图(化原P200)，计算NT~R如下表3：0.86314.70.98811.81.14010.71.2929.91.4449.3RNT1.5209.0绘制NT~R关系图，找出最佳回流比。说明：R取(1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0)Rm

6、in6个点(一般R取1.2~2Rmin，曲线不太陡的位置)在y-x图上，利用图解法求得NT，加料板位置nT3.图解法求理论板数及加料板位置4.实际板数及加料板位置的确定由t-x(y)图查tD、tW、tF（其中tD查露点线,因为xD=y1;tW查泡点线;tF查泡点线）由此平均温度查表得液体粘度μi和α由此平均温度查t-x(y)图得进料的xi全塔效率由奥康奈尔O’connell关联式计算：（化原p212图5-38或化原下P118图10-20）回流比R理论板数板效率实际板数理论加料位置实际加料位置表4塔板数求取小结包括板间距的初估，塔径的计算，塔板

7、溢流形式的确定，板上清液高度、堰长、堰高的初估与计算，降液管的选型及系列参数的计算，塔板布置和筛板的筛孔和开孔率，最后是水力学校核和负荷性能图。4.塔板结构设计10/22/202110/22/2021筛板塔板优点：结构简单、造价低、塔板阻力小。目前，广泛应用的一种塔型。塔板上开圆孔，孔径：3-8mm，大孔径筛板：12-25mm。lwWD10/22/20214.1设计参数的计算（以塔顶第一块板为依据）：液相密度L=950kg/m3（化原p319有机液体相对密度图）气相密度V=PM/RT=2.92kg/m3液相表面张力=32dyn/cm（化

8、原p321有机液体表面张力）气相流量VS=(R+1)DM/3600V=0.408m3/s液相流量LS=RDM/3600L=0.000684m3/s（参见《化工原