2022年正戊烷—正己烷混合液常压连续筛板蒸馏塔方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用化工原理课程设计题目：正戊烷—正己烷混合液的常压连续筛板蒸馏 塔设计 学院：生命科学学院 班级：制药工程 1101 班 姓名：黄静 学号： 20224790021 指导老师 :陈驰 设计时间： 2022 年 6 月 15 日到 6 月 28 日 目录 前言名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 个人资料整理仅限学习使用第 2 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用前言 化工生产常需进行液体混合物的分别以达到提纯或回收有用组分的目的；精馏是利用液体 混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分别的方法；精 馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的位置；为此把握气液相平稳关系熟 悉各种塔型的操作特性对挑选、设计和分析分别过程中的各种参数是特别重要的； 塔设备是 化工、炼油生产中最重要的设备类型之一；本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设 备；此设计正戊烷—正己烷物系的精馏问题进行分析、选取、运算、核算、绘图等是较完整的精馏设计过程；该设计方法被工程技术人员广泛的采纳；精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度；即在同一温度下各组分的饱和蒸汽压不同这一性质使液相中的轻组分 转移到汽相中 汽相中的重组分转移到液相中从而达到分别的目的；因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益；精馏设计包括设计方案的选取,主要设备的工艺设计运算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定,设备的结构设计和工艺尺寸的设计运算,帮助设备的选型,工艺流程图,主要设备的工艺条件图等内容；通过对精馏塔的运算可以得出 精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的,换热器和泵及各种接 管尺寸是合理的,以保证精馏过程的顺当进行并使效率尽可能的提高第一章．板式精馏塔设计任务书1.1、设计题目正戊烷—正己烷连续精馏筛板塔的设计名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1.2、设计任务1. 原料：正戊烷 -正己烷 2. 正戊烷含量：料液含量 0.5<摩尔分数）3. 设计要求：塔顶的正戊烷含量不小于 0.97<摩尔分数）塔底的正乙烷含量不大于 4. 处理才能： 35280 吨每年,年开工 280 天 5.进料状态 :属于泡点进料 6.操作压力 :是常压,采纳间接蒸汽加热方式7. 设备型式：筛板塔1.3、操作条件精馏塔的塔顶压力 4 kpa< 表压）0.03<摩尔分数）进料状态 泡点进料回流比 1.5Rmin 单板压降Δ p0.7kPa<表压）全塔效率 ET=43.35％<运算得出的）当地大气压 101.33kPa 1.4、设计内容及要求1. 确定精馏装置流程；2.工艺参数的确定基础数据的查取及估算,工艺过程的物料衡算、理论塔板数、塔板效率 , 实际塔板数等；3. 4. 主要设备的工艺尺寸运算 板间距、塔径、塔高、溢流装置、塔盘布置等；流体力学运算 流体力学验算、操作负荷性能图及操作弹性；5. 主要附属设备设计运算及选型其次章．设计方案简介流程的设计与说明名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用工艺流程：如图 1 所示；原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内；操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品<釜残液）再沸器中原料液部分汽化,产生上升蒸汽,依次通过各层塔板；塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷 凝,然后进入贮槽再经过冷却器冷却；并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液 体,其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品；为了使精馏塔连续的稳固的进行,流程中仍要考虑设置原料槽；产品槽和相应的泵, 有时仍要设置高位槽；为了便于了解操作中的情形准时发觉问题和实行相应的措施,常在流程中的适当位置设置必要的 外表；比如流量计、温度计和压力表等,以测量物流的各项参数；第三章 .工艺运算3.1 设计方案的确定本设计任务为分别正戊烷和正己烷混合物；对于二元混合物的分别 应采纳常压下的连续精馏装置；本设计采纳泡点进料将原料夜通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内；塔顶上升蒸汽采纳全凝器冷凝 冷凝液在泡点下一部分回流至塔内 其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐；该物系属易分别物系 最小回流比较小 操作回流比取最小回流比的1.5 倍；塔釜采纳间接蒸汽加热 流程的确定和说明 ；其中流程的确定和说明 ：1.加料方式加料分两种方式：泵加料和高位槽加料；高位槽加料通过掌握液位高度,可以得到稳固流量,但要求搭建塔台,增加基础建设费用：泵加料属于强制进料方式,本次加料可选泵加料；泵和自动调剂装置协作掌握进料；2 进料状态名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用进料方式一般有冷液进料,泡点进料、汽液混合物进料、露点进料、加热蒸汽进料等；泡点进料对塔操作便利,不受季节气温影响；泡点进料基于恒摩尔流,假定精馏段和提馏段上升蒸汽量相等,精馏段和提馏段塔径基本相等；由于泡点进料时,塔的制造比较便利,而其他进料方式对设备的要求高,设计起来难度相对加大,所以采纳泡点进料；3 冷凝方式选全凝器,塔顶出来的气体温度不高；冷凝后回流液和产品温度不高,无需再次冷凝,制造设备较为简洁,为节约资金,选全凝器；4 加热方式采纳间接加热,由于塔釜设了再沸器,故采纳间接加热；操作条件在前面已经介绍,此处不赘述；3.2 精馏塔的物料衡算3.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率X =0.5 X=0.97 X=0.03 3.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量正戊烷的摩尔质量为 72.151 正己烷的摩尔质量为 86.178 M =72.151 0.5+86.178 0.5=79.16〔kg/mol> M =72.151 0.97+86.178 0.03=72.57〔kg/mol> M =72.151 0.03+86.178 0.97=85.76〔kg/mol> 3.2.3物料衡算原料原处理量 F= =66.32