正丁醇脱水化工工艺设计

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1、常州大学本科生毕业设计计算说明书目录1.物料衡算11.1物料流程简图11.2物料衡算12.热量衡算22.1原料预热器热量衡算22.2Ⅰ塔塔顶冷凝器热量衡算22.3Ⅰ塔塔釜再沸器热量衡算22.4Ⅰ塔塔顶冷却器热量衡算22.5Ⅱ塔塔顶冷凝器热量衡算22.6Ⅱ塔塔釜再沸器热量衡算32.7Ⅱ塔塔顶冷却器热量衡算32.12物料装置带出的热量32.13系统热量衡算43.精馏塔的设计43.1精馏塔的工艺计算43.2精馏塔的塔体工艺尺寸计算93.3塔板主要工艺尺寸113.4筛板的流体力学验算133.5塔板负荷性能图144.设备选型164.1

2、罐体选型164.2换热设备174.3泵的选型265.管径计算与选型（摘自GB8163-88）285.1物料管道的计算和选型28第22页共22页常州大学本科生毕业设计计算说明书5万吨/年正丁醇脱水装置工艺设计1.物料衡算1.1物料流程简图图1正丁醇脱水工艺流程简图1.2物料衡算（1）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率水的摩尔质量M水=18kg/kmol正丁醇的摩尔质量MC4H9OH=74kg/kmolXF=0.4XD=0.001XW=0.999(2)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.4×74+(1-0.4)×18=4

3、0.4kg/kmol第22页共22页常州大学本科生毕业设计计算说明书MD=0.001×74+(1-0.001)×18=18.056kg/kmolMW=0.999×74+(1-0.999)×18=73.944kg/kmol(3)物料衡算原料处理量：5万吨/年，年操作330天F==6313.13kg/h==156.26kmol/h总物料衡算156.26=D+W正丁醇物料衡算156.260.4=0.001D+0.999W得：(4)对塔Ⅰ物料衡算塔及塔顶、塔底产品的摩尔分率水的摩尔质量M水=18kg/kmol正丁醇的摩尔质量MC4H

4、9OH=74kg/kmolXF=0.476XD=0.246XW=0.999物料衡算：204.618=D+W正丁醇物料衡算：204.6180.476=0.246D+0.999WF=204.618kmol/hD=142.114kmol/hW=62.504kmol/h(5)对塔Ⅱ及塔顶、塔底产品的摩尔分率水的摩尔质量M水=18kg/kmol正丁醇的摩尔质量MC4H9OH=74kg/kmolXF=0.022XD=0.249XW=256PPM物料衡算：F=D+W对正丁醇物料衡算：FXF=DXD+WXWF=102.087kmol/hD=

5、8.331kmol/hW=93.756kmol/h第22页共22页常州大学本科生毕业设计计算说明书热量衡算1.1原料热量衡算查Aspen物性数据库的t=40℃水和正丁醇定压比热容：Cp水=71.056kJ/kmol·KCpC4H9OH=215.059kJ/kmol·KQ1==156.260.4215.059(313.15-293.15)+156.260.671.056(313.15-293.15)=112kw1.2Ⅰ塔塔顶冷却器热量衡算查Aspen的冷却器的结果得到在93℃冷却到40℃过程中：Q2=1899.1227kw1.

6、3Ⅰ塔塔釜再沸器热量衡算查Aspen物性数据库水和正丁醇在117.6℃的汽化潜热：rC4H9OH=43090.92kJ/kkmolr水=39945.5kJ/kmolQ3==62.50443090.92=748.154kW1.4Ⅱ塔塔釜再沸器热量衡算查Aspen物性数据库水和C4H9OH在99.8℃的汽化潜热：r水=40813.26kJ/kmolrC4H9OH=45256.62kJ/kmolQ4==0.99993.75640813.26+0.00193.75645256.62=1063.03kW1.5分层器的热量衡算Q5=7.

7、33kW1.6物料装置带出的热量查Aspen物性数据库水和C4H9OH在27℃的定压比热容：Cp水=3.86kJ/kg·KCpC4H9OH=2.814kJ/kg·KQ6==4631.3312.814（303.15-298.15）+1694.6493.86（303.15-298.15）=27.2kW1.7系统热量衡算Q加=Q移+Q损外界向系统提供的热量------------------------------------------------------------Q加物料离开系统带走的热量----------------

8、-----------------------------------------Q移系统损失的热量---------------------------------------------------------------------Q损第22页共22页常州大学本科生毕业设计计算说明书