過(guò)程工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)---丙烯—丙烷精餾塔設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  過(guò)程工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)</p><p>  丙烯—丙烷精餾塔設(shè)計(jì)</p><p>  班 級(jí) :09級(jí)高分子1班</p><p><b>  姓 名 : </b></p><p><b>  學(xué) 好 : </b></p><p><b&

2、gt;  指導(dǎo)老師: </b></p><p>  設(shè)計(jì)日期:2012-2-20至2012-2-29</p><p><b>  目錄</b></p><p><b>  前言</b></p><p><b> ?。喝蝿?wù)書</b></p><p&

3、gt;<b> ?。簲?shù)據(jù)求算過(guò)程</b></p><p><b>  :溢流裝置的設(shè)計(jì)</b></p><p> ?。核P布置 </p><p>  :塔盤流動(dòng)性能的校核</p><p><b> ?。贺?fù)荷性能圖</b></p

4、><p><b>  前 言</b></p><p>  本設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括概述、流程簡(jiǎn)介、精餾塔、再沸器、輔助設(shè)備、管路設(shè)計(jì)和控制方案等內(nèi)容。</p><p>  說(shuō)明中對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算做了詳細(xì)的闡述,對(duì)于再沸器、輔助設(shè)備和管路的設(shè)計(jì)也做了正確的說(shuō)明。</p><p>  鑒于本人經(jīng)驗(yàn)有限,本設(shè)計(jì)中還存在許多錯(cuò)誤,希

5、望各位老師給予指正。</p><p>  感謝老師的指導(dǎo)和參閱!</p><p>  第一章:任務(wù)書————設(shè)計(jì)條件</p><p>  1、工藝條件: 飽和液體進(jìn)料 ;</p><p>  進(jìn)料丙烯含量(摩爾百分?jǐn)?shù))xf=65% ; </p><p>  塔頂丙烯含量xD=98%; </p&g

6、t;<p>  釜液丙烯含量xw=2% ; </p><p><b>  總板效率為0.6;</b></p><p>  2、操作條件 : 塔頂操作壓力為1.62MPa(表壓);</p><p>  3、其他條件 : 塔設(shè)計(jì)位置在塔頂 ; </p><p>  踏板形式為篩板 ;

7、 </p><p>  處理量90Kmol/h ; </p><p>  回流比系R/Rmin=1.6;</p><p>  用3#圖紙繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖及精餾塔工藝條件圖;</p><p>  物性數(shù)據(jù):定性溫度T取塔頂溫度TD=316.1K,塔底溫度T2=325.23K的平均溫度320.65K,</p>

8、;<p><b>  液相密度</b></p><p><b>  氣相密度</b></p><p><b>  液相表面張力:</b></p><p><b> ?。簲?shù)據(jù)求算過(guò)程:</b></p><p><b>  1、的確定:

9、</b></p><p>  假設(shè)塔頂溫度為316.1K,壓力為1.62MPa(表壓),則根據(jù)“烴類的p--T--K圖”可知,,1721.33/101.33 的壓力下,=1.08,,所以</p><p>  假設(shè)塔底溫度為325.23K,壓力為1.76MPa(表壓),則根據(jù)“烴類的p--T--K圖”可知,</p><p>  在,1861.33/101.

10、33的壓力下,,所以</p><p><b>  所以 </b></p><p>  2、R的確定:R/Rmin=1.8 </p><p><b>  又 </b></p><p>  是q線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo),因?yàn)槭?飽和液體進(jìn)料 ,q=1,</p><p&

11、gt;  所以q線方程為, 平衡線方程為 </p><p>  聯(lián)立可得 =0.65, =0.679;</p><p><b>  所以;</b></p><p>  所以 R=1.8Rmin =1.810.38=18.68</p><p>  因此可以確定精餾段方程為:</p><p>

12、  提留段的方程:因?yàn)閝=1,所以 </p><p>  其中 ,所以 </p><p><b>  =</b></p><p><b>  3、塔板的計(jì)算:</b></p><p><b>  利用編程計(jì)算:</b></p><p&g

13、t;<b>  已知平衡方程</b></p><p><b>  精餾段方程</b></p><p>  提餾段方程=1.03Xm-0.000528</p><p>  根據(jù)程序運(yùn)算所需理論塔板數(shù):程序如下:</p><p>  #include<stdio.h></p>

14、<p>  #include<math.h></p><p>  int main ()</p><p>  {float x,y,f,R,a;</p><p><b>  int i=1;</b></p><p>  scanf("%f%f%f",&a,&R,&

15、amp;f);</p><p>  x=0.98/(a-(a-1)*0.98);</p><p>  while(x>0.65)</p><p>  {y=(R*x)/(R+1)+0.98/(R+1);</p><p>  x=y/(a-(a-1)*y);</p><p><b>  i++;}<

16、/b></p><p>  printf ("進(jìn)料板為第%d塊",i);</p><p>  while(x>0.02)</p><p>  {y=(R+f)*x/(R+1)-(f-1)*0.02/(R+1);</p><p>  x=y/(a-(a-1)*y);i++;}</p><p&g

17、t;  printf("\n");</p><p>  printf ("理論塔板數(shù)為%d塊",i);}</p><p>  運(yùn)行后可知結(jié)果:進(jìn)料板為第39塊;</p><p>  總的理論塔板數(shù)為85塊;</p><p>  又已知總板效率為0.6;所以 實(shí)際塔板數(shù)為85/0.6=142;</p

18、><p>  利用吉利蘭關(guān)聯(lián)圖估算理論塔板數(shù):</p><p>  已知R=18.68;Rmin=10.38</p><p><b>  則</b></p><p>  由吉利蘭關(guān)聯(lián)圖可查得:</p><p>  又已知=1.10 ; =1.17;</p><p><b

19、>  所以 </b></p><p>  又 代入數(shù)據(jù)可得:</p><p><b>  =61 </b></p><p>  所以N=88; 則實(shí)際塔板數(shù)為88/0.6=147塊;</p><p>  兩種方法計(jì)算的塔板數(shù)相差不到5塊,所以數(shù)據(jù)基本準(zhǔn)確。</p>&

20、lt;p><b>  4、塔徑的計(jì)算:</b></p><p>  已知qnF=90Kmol/h,xD=98%;; xF=65% ;</p><p>  對(duì)全塔進(jìn)行物料衡 qnD+qnW=qnF </p><p>  qnDxD+qnWxw=qnFxF</p><p>  帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得:qnD=59.0

21、6 Kmol/h ; qnW = 30.94 Kmol/h </p><p>  氣相流量=59.06 Kmol/h =2480.52kg/h=79.96/h</p><p>  液相流量=30.94 Kmol/h=1361.36kg/h=2.87/h</p><p><b>  兩相流動(dòng)參數(shù)</b></p><p&

22、gt;<b>  初選塔板間距</b></p><p>  =0.45m 可得C20=0.07</p><p><b>  因此氣體負(fù)荷因子</b></p><p><b>  液泛氣速</b></p><p>  取泛點(diǎn)率為0.8,則</p><p>

23、;<b>  操作氣速</b></p><p><b>  所需氣體流量截面積</b></p><p>  取,則, 故At=0.5/0.93=0.538</p><p><b>  塔徑</b></p><p><b>  塔高的計(jì)算:</b></

24、p><p>  實(shí)際塔板數(shù)142塊,初選踏板間距0.45m,則塔高Z=142*0.45=63.9m;</p><p>  進(jìn)料處兩板間距增大為0.9m,設(shè)置20個(gè)入孔,入孔處兩板間距增大為0.8m;</p><p>  群座取5m,塔頂空間高度1.5m,釜液上方氣液分離高度取4m;</p><p>  設(shè)釜液停留時(shí)間為30min,所以釜液高度:&

25、lt;/p><p>  Hw=30*60*4*qv/()=1800*4*0.3211/460/3.14/=2.33m</p><p>  所以總塔高h(yuǎn)=63.9+0.9-0.45+5+1.5+4+2.33+20*(0.8-0.45)=84m</p><p><b>  6、數(shù)據(jù)匯總:</b></p><p><b>

26、; ?。阂缌餮b置的設(shè)計(jì) </b></p><p><b>  1、降液管:</b></p><p>  由以上計(jì)算可得,降液管截面積Ad=AT*0.12=0.3052 </p><p>  由Ad/AT=0.12,可查圖得,Lw/D=0.68;Bd/D=0.14;</p><

27、p>  所以,堰長(zhǎng)Lw=0.68D=1.224m;堰寬Bd=0.14D=0.252m;</p><p>  降液管面積=0.3052</p><p><b>  溢流堰:</b></p><p><b>  溢流強(qiáng)度:</b></p><p>  qvl*h'/lw=0.0206*36

28、00/1.224=60.59<(100-130) 合格</p><p>  收縮系數(shù)E近似為1,</p><p>  所以,合適。取堰高h(yuǎn)w=0.04m;</p><p><b>  受液盤和底隙:</b></p><p>  取平行受液盤,底隙hb取0.05m;</p><p>  液體

29、流經(jīng)底隙的流速, 合適;</p><p><b>  :塔盤布置:</b></p><p>  1、有效傳質(zhì)面積:取進(jìn)、出口安定區(qū)寬度;邊緣寬度</p><p>  根據(jù),由《化工原理》圖10.2.23可查得,</p><p><b>  故降液管寬度</b></p><p

30、><b>  由</b></p><p>  故,有效傳質(zhì)區(qū)面積 </p><p>  2、篩孔個(gè)數(shù): 取篩孔直徑,篩孔中心距</p><p><b>  則開(kāi)孔率</b></p><p><b>  故,篩孔總截面積</b></p><p&

31、gt;<b>  篩孔氣速</b></p><p><b>  篩孔個(gè)數(shù)(個(gè))</b></p><p>  :塔盤流動(dòng)性能的校核</p><p><b>  、液沫夾帶量</b></p><p>  由和泛點(diǎn)率0.6243,查《化工原理》圖10.2.27得,</p>

32、<p>  則=kg液體/kg氣體</p><p>  <0.1kg液體/kg氣體,符合要求。</p><p><b>  、塔板阻力</b></p><p>  由式=,式中,根據(jù)查《化工原理》圖10.2.28 得,</p><p><b>  故,液柱</b></

33、p><p><b>  由</b></p><p><b>  氣體動(dòng)能因子</b></p><p>  查《化工原理》圖10.2.29得塔板上液層的充氣系數(shù),</p><p><b>  故,液柱</b></p><p><b>  液柱<

34、/b></p><p><b>  故,液柱</b></p><p><b>  、降液管液泛校核</b></p><p><b>  由,取,</b></p><p><b>  又液柱</b></p><p><b&

35、gt;  則</b></p><p>  取降液管中泡沫層的相對(duì)密度(書244)</p><p><b>  則</b></p><p><b>  ,故不會(huì)產(chǎn)生液泛</b></p><p>  、液體在降液管中的停留時(shí)間</p><p><b>  ,

36、滿足要求</b></p><p><b>  、嚴(yán)重漏液校核</b></p><p><b>  ,滿足穩(wěn)定性要求</b></p><p><b>  并可求得漏液點(diǎn)氣速</b></p><p>  各項(xiàng)校核均滿足要求,故所設(shè)計(jì)篩板塔可用。</p>&

37、lt;p><b> ?。贺?fù)荷性能圖</b></p><p><b>  參考書</b></p><p>  1.《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》,匡國(guó)柱、史啟才主編,化學(xué)工業(yè)出版社,2002年。</p><p>  2.《化工物性算圖手冊(cè)》,劉光啟、馬連緗、劉杰主編,化學(xué)工業(yè)出版社,2002年。</p>

38、<p>  3.《化工原理》(下冊(cè)),大連理工大學(xué)編,高等教育出版社,2002年</p><p>  4、《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)》(有機(jī)卷),劉光啟、馬連湘、劉杰主編,化學(xué)工業(yè)出版社,2002年。</p><p>  5、《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》,盧煥章,劉光啟、馬連湘、劉杰主編,化學(xué)工業(yè)出版社,1982年。</p><p>  6、《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)

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