处理量为250Ta的二硫化碳和四氯化碳精馏塔工艺设计(20211203201507).docx

精品学习资源课程设计报告《处理量为 250T/a 地二硫化碳和四氯化碳精馏塔工艺设计》专 业： 化学工程与工艺单 位 河南科技学院班 级： 化工 103 班姓 名： 高珍琪指导老师： 乔梅英日 期 2021 年 12 月 15 日欢迎下载精品学习资源【精馏塔设计任务书】一 设计题目精馏塔及其主要附属设备设计二 工艺条件生产才能： 7.5 万吨每年（料液） 年工作日： 7200 小时原料组成： 34%地二硫化碳和 66%地四氯化碳（摩尔分率，下同） 产品组成：馏出液 97%地二硫化碳，釜液 5% 地二硫化碳操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点进料； 加热方式：直接蒸汽加热回流比： 1.8工作时间：每年工作 300 天，每天工作 24 小时三 设计内容1 确定精馏装置流程；2 工艺参数地确定基础数据地查取及估算，工艺过程地物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等 .3 主要设备地工艺尺寸运算板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等 .4 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四 设计结果总汇将精馏塔地工艺设计运算地结果列在精馏塔地工艺设计运算结果总表中 .五 参考文献列出在本次设计过程中所用到地文献名称、作者、出版社、出版日期 .欢迎下载精品学习资源流程地设计及说明图 1 板式精馏塔地工艺流程简图工艺流程：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 .操作时连续地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 .为了使精馏塔连续地稳固地进行，流程中仍要考虑设置原料槽 .产品槽和相应地泵 ,有时仍要设置高位槽 .为了便于明白操作中地情形准时发觉问题和实行相应地措施，常在流程中地适当位置设置必要地外表 .比如流量计、温度计和压力表等，以测量物流地各项参数 .欢迎下载精品学习资源【已知参数】 :主要基础数据 :表 1 二硫化碳和四氯化碳地物理性质工程 分子式 分子量 沸点 〔℃〕 密度g / cm3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源二硫化碳CS276 46.5 1.260欢迎下载精品学习资源四氯化碳CCl 4154 76.81.595欢迎下载精品学习资源表 2 液体地表面加力 〔单位 :mN/m〕温度℃ 46.5 58 76.5欢迎下载精品学习资源二硫化碳28.526.824.5四氯化碳23.622.220.2表 3 常压下地二硫化碳和四氯化碳地气液平稳数据欢迎下载精品学习资源液相中二硫化碳气相中二硫化碳液相中二硫化碳气相中二硫化碳欢迎下载精品学习资源摩尔分率x摩尔分率y摩尔分率x摩尔分率 y000.39080.63400.02960.08230.53180.74700.06150.15550.66300.82900.11060.26600.75740.87900.14350.33250.86040.93200.25800.49501.01.0【设计运算】一、精馏流程地确定二硫化碳和四氯化碳地混合液体经过预热到肯定地温度时送入到精馏塔，塔顶上升蒸气采纳全凝器冷如冰霜凝后，一部分作为回流，其余地为塔顶产品经冷却后送到贮中，塔釜采纳间接蒸气再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽 .流程图如图 1 所示 .二、塔地物料衡算〔一〕、料液及塔顶塔底产品含二硫化碳地质量分率欢迎下载精品学习资源xF 0.32 xD0.96 xW0.024欢迎下载精品学习资源（二）、平均分子量M F 0.32 76 〔1 0.32〕 154 129.04M D 0.96 76 〔1 0.96〕 154 79.12MW 0.024 76 〔1 0.024〕 154 152.128欢迎下载精品学习资源（三）、物料衡算每小时处理摩尔量 F75000000 75000000 80.72kmol / h欢迎下载精品学习资源总物料衡算D W F易挥发组分物料衡算M F 129.04*7200欢迎下载精品学习资源0.96D0.024W0.32F欢迎下载精品学习资源联立以上三式可得：欢迎下载精品学习资源D 25.53kmol / h W 55.19kmol / h F 80.72kmol / h三、塔板数地确定（一）理论板 NT 地求法用图解法求理论板（1） 依据二硫化碳和四氯化碳地气液平稳数据作出 y-x 图,如图 2 所示（2） 进料热状况参数 q =1欢迎下载精品学习资源（3） q 线方程 xF0.32欢迎下载精品学习资源图 2 二硫化碳、四氯化碳地 y-x 图及图解理论板（4） 最小回流比 Rmin 及操作回流比 R欢迎下载精品学习资源依公式 RminxD yqyq xq0.96 0.5645 1.620.5645 0.32欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源取操作回流比 R1.8Rmin1.8 1.62 2.926欢迎下载精品学习资源精馏段操作线方程欢迎下载精品学习资源y R x XD3.24 x0.96 0.76x0.23欢迎下载精品学习资源R 1 R 1 4.24 4.24按常规 M,T ，在图 〔1〕 上作图解得：NT 〔11〕层 （不包括塔釜），其中精馏段为 7 层，提馏段为 4 层.〔 二〕 全塔效率 ETET 0.17 0.616lg m欢迎下载精品学习资源m 0.34 A0.66 B塔内地平均温度为 60℃ ,该温度下地平均粘度 m0.33 0.3 0.66 0.68 1.428欢迎下载精品学习资源故: ET 0.17 0.616lg1.428 0.43〔三〕 实际板数 N欢迎下载精品学习资源精馏段 : N精提馏段 : N提7 / ET4 / ET16.3层〔取17层〕9.3层〔 取10层〕欢迎下载精品学习资源四：塔工艺条件及物性数据运算〔一〕 操作压强地运算 Pm塔顶压强 PD=101.3 取每层塔板压降 △ P=0.7kPa 就： 进料板压强： PF=101.3+17 0.7=113.2kPa塔釜压强： Pw=101.3+10 0.7=108.3kPa欢迎下载精品学习资源精馏段平均操作压强： Pm=113.2 108.32101.3 113.2110.75=109.5 kPa欢迎下载精品学习资源提馏段平均操作压强： P′m =2〔二〕 操作温度地运算107.25=116.8kPa.欢迎下载精品学习资源近似取塔顶温度为 47.5℃ ,进料温度为 58℃ ,塔釜温度为 76℃欢迎下载精品学习资源精馏段平均温度 t= tVD tF47.5 5852.5 ℃欢迎下载精品学习资源m〔 精 〕 2 2欢迎下载精品学习资源tm提馏段平均温度〔三〕 平均摩尔质量运算〔 提 〕tW tF258 76 67 ℃2欢迎下载精品学习资源塔顶摩尔质量地运算：由 xD=y1=0.96 查平稳曲线 ,得 x1=0.927M VDm 0.96 76 〔1 0.96〕 154 79.12kg / kmolM LDm 0.927 76 〔1 0.927〕 154 75.07kg / kmol ；进料摩尔质量地运算：由平稳曲线查地： yF=0.582 xF=0.32 ；M VFm 0.582 76 〔1 0.582〕 154 98.98kg / kmol ；M LFm 0.32 76 〔1 0.32〕 154 129.04kg / kmol ；欢迎下载精品学习资源塔釜摩尔质量地运算：由平稳曲线查地： xW=0.024x' =0.0796欢迎下载精品学习资源1M VWm 0.024 764 〔1 0.024〕 154 152.128kg / kmolM LWm 0.0796 76 〔1 0.0796〕 154 147.79kg / kmol精馏段平均摩尔质量：M Vm〔精〕 〔79.12 98.98〕 2 89.05kg / kmol ；欢迎下载精品学习资源M Lm〔精〕〔75.07 129.04〕 2 102.06kg / kmol ；欢迎下载精品学习资源提馏段平均摩尔质量：Vm〔 提〕M ' 〔98.98 152.128〕 2 125.55kg / kmol ；Lm〔 提〕M ' 〔147.79 129.04〕 2 138.42kg / kmol ；（四 〕 平均密度运算： m1、液相密度 Lm ：①塔顶部分 依下式：欢迎下载精品学习资源1 LmA BLA LB（ 为质量分率）；其中 A =0.941, B =0.059 ；欢迎下载精品学习资源即： 10.941 0.059Lm Lm1260 12951275.2kg / m3 ；欢迎下载精品学习资源②进料板处：由加料板液相组成：由 xF=0.32 得 AF =0.203；欢迎下载精品学习资源10.203 1 0.203LFm LFm1260 15951513.3kg/ m3 ；欢迎下载精品学习资源3③塔釜处液相组成：由 xW=0.024 得 AW =0.0253 ；欢迎下载精品学习资源0.0253 1 0.02531 LWm 1260 1595 LWm故 精馏段平均液相密度：1636.3 kg / m ；欢迎下载精品学习资源L m〔 精〕〔753.4 867.9〕 2 810.7kg / m3。