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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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