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课程设计--筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计.doc
文档介绍:
化工原理课程设计
筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
指导老师
学生

化学化工学院
化学工程与工艺
目录
一设计任务 2
1.设计题目筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 2
2.工艺条件 2
二设计内容 2
1.确定精馏装置流程,绘出流程示意图(见附图)。 2
2.工艺参数的确定 2
2.1基础数据 2
2.2全塔的物料衡算 3
2.3塔板数的确定 3
2.4塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 6
2.5塔的提馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 8
3.主要设备的工艺尺寸计算 11
3.1 精馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 11
3.2 提馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 13
4.流体力学计算 15
4.1 精馏段塔板上的流体力学验算 15
4.2 提馏段塔板上的流体力学验算 20
5 主要附属设备设计计算及选型 24
5.1精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算 24
5.2进料管线管径 26
5.3原料泵的选择 26
三精馏塔的设计计算结果汇总一览表 27
四参考文献 29
课程设计题目——筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
一设计任务
1.设计题目筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
2.工艺条件
生产能力:70000吨/年(料液)
年工作日:300天
原料组成:60%苯,40%***苯(摩尔分率,下同)
产品组成:馏出液 97%苯,釜液1%苯
操作压力:塔顶压强为常压
进料温度:泡点
进料状况:泡点
加热方式:间接蒸汽加热
回流比: 自选
二设计内容
1.确定精馏装置流程,绘出流程示意图(见附图)。
2.工艺参数的确定
2.1基础数据
2.1.1.组分的饱和蒸汽压(mmHg)
温度,(℃)
80
90
100
110
120
130
131.8

760
1025
1350
1760
2250
2840
2900
***苯
148
205
293
400
543
719
760
2.1.2组分的液相密度(kg/m3)
温度,(℃)
80
90
100
110
120
130

817
805
793
782
770
757
***苯
1039
1028
1018
1008
997
985
纯组分在任何温度下的密度可由下式计算
苯推荐:
***苯推荐:
式中的t为温度,℃。
2.1.3组分的表面张力(mN/m)
温度,(℃)
80
85
110
115
120
131

21.2
20.6
17.3
16.8
16.3
15.3
***苯
26.1
25.7
22.7
22.2
21.6
20.4
双组分混合液体的表面张力可按下式计算:
(为A、B组分的摩尔分率)
2.1.4***苯的汽化潜热
常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示:
(***苯的临界温度:)
2.1.5其他物性数据可查化工原理附录。
2.2全塔的物料衡算
2.2.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率
苯和***苯的相对摩尔质量分别为78.11和112.61kg/kmol。
2.2.2平均摩尔质量
2.2.3料液及塔顶底产品的摩尔流率
依题给条件:一年以300天,一天以24小时计,有:
全塔物料衡算:

2.3塔板数的确定
2.3.1理论塔板数的求取
苯-***苯物系属于理想物系,可采用梯级图解法(M·T法)求取,步骤如下:
2.3.1.1根据苯-***苯的相平衡数据,利用泡点方程和露点方程求取
依据,,将所得计算结果列表如下:
温度,(℃)
80
90
100
110
120
130
131.8

760
1025
1350
1760
2250
2840
2900
***苯
148
205
293
400
543
719
760
两相摩尔分率
x
1
0.677
0.442
0.265
0.127
0.019
0
y
1
0.913
0.785
0.614
0.376
0.071
0
本题中,塔内压力接近常压(实际上略高于常压),而表中所给为常压下的相平衡数据,因为操作压力偏离常压很小,所以其对平衡关系的影响完全可以忽略。
2.3.1.2确定操作的回流比R
将1.表中数据作图得曲线及曲线。在图上,因,查得,而,。故有:
考虑到精馏段操作线离平衡线较近,故取实际操作的回流 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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