板式精馏塔设计20150902讲义ppt课件.ppt

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1、课程设计板式精馏塔设计2015.9课程设计B课程设计题目：年产6万吨（10万吨）苯-甲苯板式精馏塔工艺设计注：学号尾号是奇数的选6万吨学号尾数是偶数的选10万吨化工原理课程设计塔板流体力学验算B一、设计任务（1）年处理含苯41%、44%、47%、50%、53%（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液注：学号尾号是0、9选41%学号尾数是1、8选44%学号尾号是2、7选47%学号尾数是3、6选50%学号尾数是4、5选53%化工原理课程设计塔板流体力学验算B一、设计任务（2）产品苯的含量不低于94%、98%注：学号尾号是01-05选94%学号尾数是06-10选98%（3）

2、残夜中苯的含量不高于2%、3%注：男生选2%女生选3%化工原理课程设计塔板流体力学验算B一、设计任务（4）操作条件：精馏塔的塔顶压力4kPa(表压)进料状态泡点进料回流比算完最小回流比后，老师定加热蒸汽压力101.33kPa(表压)单板压降算出塔径后自选全塔效率52%（5）设备型式浮阀塔（F1型）（推荐）（6）厂址天津地区（7）设备工作日300天，24h连续运行（8）水温17°（9）天津大气压101kPa板式精馏塔设计主要内容：一、塔设备简介二、板式精馏塔主体设备的设计三、板式塔的结构和附属设备选型配套设计第一节塔设备简介塔设备是气液传质设备分类：板式塔和填料塔

3、。工业生产对塔设备的主要要求：生产能力大；传质、传热效率高；流体流动的摩擦阻力小；操作稳定，适应性强，操作弹性大；结构简单，材料耗用少；制造安装容易，操作维修方便。应综合考虑以上诸因素。化工原理课程设计板式精馏塔设计第二节板式精馏塔的工艺设计主要内容：一.设计方案的确定二.物料衡算和操作线方程三.理论板数的求算方法四.塔和塔板主要工艺尺寸的设计五.流体力学验算化工原理课程设计板式精馏塔设计一.设计方案的选定1.装置流程的确定包括：热量的利用，进料方式的选择，冷凝器的选择（全凝器或分凝器）2.操作压强的选择：取决于冷凝温度包括：常压、减压、加压化工原理课程设计板式

4、精馏塔设计3.进料热状况的选择：用表示五种进料热状况:冷液进料：饱和液体（泡点）进料：饱和蒸汽（露点）进料：气液混合进料：过热气进料：原则上采用冷液进料，但通常采用泡点进料。化工原理课程设计板式精馏塔设计4.加热方式的选择大多采用间接蒸汽加热，设置再沸器。5.回流比的选择主要从经济观点出发，力求使设备费用和操作费用之和最低。一般经验值为化工原理课程设计板式精馏塔设计二、物料衡算和操作线方程1.气液平衡相图(vapor--liquidequilibrium)：溶液与其上方蒸气达到平衡时气液两相各组分组成的关系。物系的分类：理想物系和非理想物系。理想溶液的气液平衡关

5、系遵循拉乌尔定律（Raoult’slaw)，即式中p——溶液上方组分的平衡分压p0——同温度下纯组分的饱和蒸气压x——溶液中组分的摩尔分率根据道尔顿分压定律和拉乌尔定律当总压P不高时，平衡的气相可视为理想气体，服从道尔顿分压定律，即式（a）和（b）为两组分理想物系的气液平衡关系式。（a）（b）化工原理课程设计板式精馏塔设计当总压不高时，蒸气服从道尔顿分压定律对于二元溶液xB=1-xAyB=1-yA整理后，略去下标.气液平衡方程板式精馏塔设计必须用CAD自己画出来—样条曲线2.物料衡算与操作线方程①全塔物料衡算总物料F=D+W易挥发组分FxF=DxD+WxW二、物

6、料衡算和操作线方程②精馏段操作线方程或其中L=R·D③提留段操作线方程或其中化工原理课程设计板式精馏塔设计化工原理课程设计板式精馏塔设计④进料线方程（线方程）线方程代表精馏段操作线与提留段操作线交点的轨迹方程。三、理论板数的求算化工原理课程设计板式精馏塔设计求算理论板数之前，需知原料液组成，选择进料热状况（即q值）和操作回流比等精馏操作条件，利用气、液相平衡关系和操作方程求算。常用理论板数的求算方法有三种方法，现分别予以介绍。（1）逐板计算法设塔顶采用全凝器，泡点回流，则化工原理课程设计板式精馏塔设计xn

7、故再沸器相当于一层理论板，则提馏段理论板数为(m-1)层。缺点：计算虽然准确，但较繁琐。化工原理课程设计板式精馏塔设计（2）直角梯级求解法（M.T.图解法）推荐使用！！！方法和步骤如下：设采用间接蒸汽加热，全凝器（），泡点进料。①首先在y-x图上作平衡线和对角线。②作精馏段操作线。③作进料线（q线）。与精馏段操作线相交与点d。④作提留段操作线。⑤图解理论板层数。跨过交点d的梯级为进料板。如采用再沸器，应减去一层塔板数，如采用分凝器，应再减去一层塔板数。化工原理课程设计板式精馏塔设计化工原理课程设计板式精馏塔设计（3）简捷法(Gilliland）①求算Rmin和选

8、定R。Rmin的求算如下