正戊烷-正己烷连续蒸馏塔的设计.doc
正戊烷正己烷精馏塔的工艺流程叙述
正戊烷正己烷精馏塔的工艺流程叙述正戊烷正己烷精馏塔是一种常见的用于分离混合物的设备,在石油化工等行业得到广泛应用。
以下是正戊烷正己烷精馏塔的工艺流程叙述:
1.混合物进料:将含有正戊烷和正己烷的混合物通过进料管道引入精馏塔的顶部。
2.加热和汽化:在精馏塔顶部设置加热器,对混合物进行加热,将其转化为蒸汽状态。
加热器中的热能来自外部供热介质,例如蒸汽或热水。
3.进料进入精馏塔:经过加热的混合物进入精馏塔顶部,与下方的填料层接触。
4.板间冷凝:在精馏塔内,混合物蒸汽随着上升冷却,逐渐凝结成液体。
液体落入板间,并继续往下流动。
5.萃取与浓缩:在精馏塔中存在多个横向隔板,称为浮状板。
这些板之间形成一个分离层,较重的组分趋向于下降,较轻的组分则向上升。
6.蒸汽-液体接触:在每个浮状板上,蒸汽与液体之间进行交换和接触。
这种接触促使组分分离,较轻的组分向上升,较重的组分向下降。
7.产品收集:经过一系列的板间冷凝和蒸汽-液体接触,较轻的正戊烷会逐渐富集于精馏塔顶部,而较重的正己烷则富集于精馏塔底部。
分离出的纯净正戊烷和正己烷可通过相应的侧管道进行收
集。
8.废料排出:在精馏塔底部还会产生一些残余物质,称为废料。
这些废料会通过底部排放口排出精馏塔。
正戊烷正己烷精馏塔的具体工艺参数和设备结构会因实际情况而有所差异,以上叙述仅为一般工艺流程的简要描述。
实际操作中,根据需求可能会采用不同的操作条件和设备配置来实现更好的分离效果和能耗控制。
正戊烷正己烷连续精馏塔的设计
正戊烷正己烷连续精馏塔的设计关于正戊烷正己烷连续精馏塔的设计。
引言:精馏是一种常用的分离技术,通过将混合物加热至不同的沸点,然后将产生的气体冷凝回液体,实现对混合物的分离。
正戊烷和正己烷是两种常见的烷烃化合物,它们的分离对于工业生产和实验室研究具有重要意义。
本文将以正戊烷正己烷连续精馏塔的设计为主题,为读者详细介绍该塔的设计步骤和关键参数。
步骤一:确定物料的性质和要求在设计精馏塔之前,首先需要了解正戊烷和正己烷的物理性质和分离要求。
例如,了解它们的沸点、密度、相对挥发度等等。
这些信息对于后续的设计计算和操作有着重要的指导作用。
步骤二:选择合适的塔型精馏塔的选择对于分离效果和操作效率有着重要的影响。
根据正戊烷和正己烷的性质,我们可以选择塔型。
常见的塔型包括板塔和填料塔。
填料塔由填料组成,具有较大的表面积,适用于易氧化或易分解的物料。
板塔则由一系列水平放置的板组成,适用于精馏不稳定的物料。
步骤三:计算塔的理论板数塔的理论板数是指某一混合物在塔内完全分离所需的板数。
常见的计算方法有马斯森方程和法兰克方程。
马斯森方程适用于板塔,法兰克方程适用于填料塔。
根据实际情况,我们可以选择合适的计算方法。
步骤四:确定塔的操作压力塔的操作压力对分离效果和能耗有着重要的影响。
一般而言,较低的操作压力有利于提高分离效果,但会增加能耗。
根据实际情况,我们需要选取合适的操作压力。
步骤五:确定塔的进料位置和流量进料位置和流量对于分离效果和塔的稳定运行有着重要的影响。
塔的进料位置应该处于较低塔板,以充分利用整个塔的有效高度。
进料流量的确定可以通过实验测定或者计算得出。
步骤六:设计塔板或填料层根据塔的工艺参数和分离要求,我们可以设计塔板或填料层。
在塔板上通常设置有塔盘板和塔盖板,用于将物料分散和整流。
在填料塔中,填料的选择和排列形式对于分离效果有着重要的影响。
步骤七:确定冷凝器和冷却剂的参数冷凝器的设计对于精馏的成功与否至关重要。
化工原理课程设计正戊烷和正己烷
课程设计说明书题目: 分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计安徽理工大学课程设计(论文)任务书机械工程学院过控教研室目录前言 (5)1.概论1.1 设计目的 (5)1.2 塔设备简介 (6)2.流程简介................... 错误!未定义书签。
3.工艺计算 (7)3.1物料衡算 (8)3.2理论塔板数的计算 (9)3.2.1由正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y图, (9)3.2.2 q线方程 (9)3.2.3平衡线 (10)3.2.4求最小回流比及操作回流比 (11)3.2.5求精馏塔的气、液相负荷 (11)3.2.6操作线方程 (12)3.2.7逐板法求理论板 (11)3.2.8实际板层数的求取 (13)4.塔的结构计算 (13)4.1混合组分的平均物性参数的计算 (13)4.1.1平均温度t (13)m4.1.2平均摩尔质量 (14) (15)4.1.3平均压强pm4.1.4平均密度 (15)4.1.5液体的平均粘度 (17)4.1.6液相平均表面张力 (18)4.2塔高的计算 (18)4.2.1最大空塔气速和空塔气速 (18)4.2.2塔径 (19)4.2.3 塔径的圆整 (21) (21)4.2.4塔截面积AT4.2.5实际空塔气速u (21)4.3精馏塔有效高度的计算 (22)5.塔板主要工艺尺寸的计算 (22)5.1溢流装置计算 (22)5.1.1堰长lw (22)5.1.2溢流堰高度hw溢流堰高度计算公式 (22)5.1.3弓形降液管宽度Wd 及截面积Af (23)5.1.4降液管底隙高度h (24)5.2塔板布置筛板数目与排列 (24)5.2.1塔板的分块 (24)5.2.2边缘区宽度确定 (25)5.2.3开孔面积的计算 (25)5.2.筛孔计算及其排列............................. 错误!未定义书签。
6.筛板的流体力学验算 (24)6.1气相通过筛板塔板的压降...................... 错误!未定义书签。
化工原理课程设计分离正戊烷—正己烷混合物
化工原理课程设计--分离正戊烷—正己烷混合物目录引言.............................................................................................................. .. (I)摘要 (1)Abstract (1)第1章设计条件与任务 (2)1.1 设计条件 (2)1.2 设计任务 (3)第2章设计方案的确定 (3)第3章精馏塔的工艺计算 (4)3.1 全塔物料衡算 (4)3.1.1 原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (4)3.1.2 原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (4)3.1.3 物料衡算进料处理量 (4)3.1.4 物料衡算 (4)3.2 实际回流比 (5)3.2.1 最小回流比及实际回流比确定 (5)3.2.2 汽、液相流率计算及操作线方程 (6)3.3 理论塔板数确定 (6)3.4 实际塔板数确定 (7)3.5 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (10)3.5.1 操作压力计算 (8)3.5.2 操作温度计算 (10)3.5.3 平均摩尔质量计算 (10)3.5.4 平均密度计算 (11)3.5.5 液体平均表面张力计算 (14)3.6 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)3.6.1 塔径计算 (16)3.6.2 精馏塔有效高度计算 (18)第4章塔板工艺尺寸的计算 (19)4.1精馏段、提馏段塔板工艺尺寸的计算 (19)4.1.1溢流装置计算 (19)4.1.2塔板设计 (19)4.2精馏段、提馏段塔板的流体力学性能验算 (24)4.3精馏段、提馏段塔板的负荷性能图 (27)第5章设计结果汇总 (32)设计小结与体会 (34)参考文献 (35)引言精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
分离正戊烷正己烷用筛板精馏塔设计
目录第一章概述 (3)1.1 设计原理 (4)1.2 设计依据 (7)1.3 技术来源 (7)1.4 设计任务及要求 (7)第二章筛板精馏塔工艺设计 (8)2.1 正戊烷-正己烷加料方式 (8)2.2 正戊烷-正己烷进料状态 (8)2.3 正戊烷-正己烷冷凝方式 (8)2.4正戊烷-正己烷加热方式 (9)第三章筛板精馏塔设计 (10)3.1 设计技术参数 (10)3.1.1 物料的摩尔组成 (12)3.1.2 平均挥发度的计算 (12)3.1.3 平均温度的计算 (13)3.1.4 平均混合物的黏度的计算 (14)3.1.5 平均表面张力的计算 (14)3.1.6 操作压力的计算 (15)3.1.7 密度的计算 (15)3.2 最小回流比及操作回流比的确定 (16)3.3 进液流量F、馏出液流量D与釜液流量W的确定 (17)3.3.1 原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量 (17)3.3.2 物料衡算 (17)3.3.3 气液相体积流量衡算 (17)3.4 理论塔板层数确定 (18)3.5 全塔效率估算 (18)3.6 实际操作中的塔板的数目 (19)3.7 塔的尺寸设计 (20)3.7.1 塔径设计 (21)3.7.2 塔高设计 (23)3.8 溢流装置 (23)3.8.1 堰长W l (23)h (23)3.8.2 溢流堰高度W3.8.3 弓形降液管的宽度和横截面积 (24)3.8.4 降液管底隙高度 (24)3.9 塔板布置及浮阀数目与排列 (25)3.9.1 塔板布置 (25)3.9.2 浮阀数目与排列 (25) (26)3.9.3 浮阀数n与开孔率第四章塔板负荷性能图 (28)4.1 雾沫夹带线 (28)4.2 液泛线 (29)4.3 液相负荷上限 (30)4.4 漏液线 (30)4.5 液相负荷下限 (31)第五章筛板精馏塔管配设计 (32)5.1 接管—进料管 (32)5.2 法兰 (32)5.3 筒体与封头 (32)5.4 人孔 (33)第一章概述筛板精馏塔是化学工业中常用的传质设备之一。
分离正戊烷正己烷用筛板精馏塔设计
分离正戊烷正己烷用筛板精馏塔设计首先,需要确定精馏塔的操作条件,包括塔顶压力、塔底压力、塔顶和塔底的温度。
这些操作条件会影响到精馏塔回流比的选择,以及塔板的数量和间距。
通常情况下,塔底压力较低,塔顶压力较高,以提高分离效果。
其次,需要确定塔板的数量和设计间距。
这取决于目标分离效果以及预期的操作能力。
一般来说,塔板数量越多,分离效果越好,但也会增加设备的成本和能耗。
对于正戊烷和正己烷的分离,根据传统经验可以通过10-20个塔板进行分离。
塔板的间距要根据理论计算确定,以确保在塔内有足够的时间和接触面积进行物质传质和传热。
在筛板的选择上,需要考虑板波形和孔板尺寸。
板波形对传质性能和液体分布有重要影响,通常采用反流式波形。
而孔板的尺寸要根据流体性质和操作能力进行选择,以保证液体和气体流动的平衡和稳定。
此外,还需要考虑进料位置、进料方式以及从塔中收集和提取产品的方式。
进料位置要选择在塔的适当位置,以便充分利用塔板的效果,避免产生过多的反应物和混合物。
进料方式可以采用液相进料或气相进料,具体取决于物料的性质和需求。
产品提取可以通过塔顶和塔底的收集装置进行,然后再进一步提炼和分离。
最后,还需要进行压力降的计算和优化,以确保塔内流体的流动和传质效果。
压力降过大会对设备的运行造成负面影响,需要根据实际情况选择适当的措施进行压力降的减少。
综上所述,设计分离正戊烷和正己烷的筛板精馏塔时,需要考虑塔的操作条件、塔板数量和间距、筛板的选择、进料和产品提取方式以及压力
降的计算和优化等因素。
只有综合考虑这些因素,才能设计出高效、稳定和经济的精馏塔。
正戊烷-正己烷混合液板式精馏塔设计
正戊烷-正⼰烷混合液板式精馏塔设计正戊烷-正⼰烷混合液板式精馏塔设计08(2)班 08233214 缪建芸[摘要]化⼯设计在化学⼯程项⽬建设的整个过程中,是⼀个极其重要的环节,是⼯程建设的灵魂。
化⼯设计是⼀门综合性很强的专业知识,同时⼜是⼀项政策性很强的⼯作,需要设计⼯作者拥有坚实的化学知识及化⼯常识。
本⽂设计了⼀个常压浮阀精馏塔,分离含正戊烷45%(以下皆为质量分数)的正戊烷—正⼰烷混合液,其中混合液进料量为12626kg/h,进料温度为35℃,要求获得99%的塔顶产品和⼩于2%的塔釜产品,再沸器⽤0.25Mpa(表压)的⽔蒸汽作为加热介质,塔顶全凝器采⽤20℃冷⽔为冷凝介质. 通过翻阅⼤量的资料进⾏物性数据处理、塔板计算、结构计算、流体⼒学计算、画负荷性能图以及计算接管壁厚对浮阀塔展开了全⽅⾯的设计。
[关键词]化⼯设计,常压浮阀塔,物性,塔板⽬录摘要 .................................................... 错误!未定义书签。
第⼀章概论 .. (4)1.1 塔设备在化⼯⽣产中的作⽤和地位: (4)1.2 塔设备的分类及⼀般构造 (4)1.3 对塔设备的要求 (5)1.4 塔设备的发展及现状: (5)1.5 塔设备的⽤材 (5)1.6 板式塔的常⽤塔型及其选⽤ (5)1.6.1 泡罩塔 (5)1.6.2 筛板塔 (6)1.6.3 浮阀塔 (6)1.7 塔型选择⼀般原则 (7)1.7.1 与物性有关的因素 (7)1.7.2 与操作条件有关的因素 (8)1.7.3 其他因素 (8)1.8 板式塔的强化 (8)第⼆章塔板计算 (9)2.1 设计任务与条件 (9)2.2 设计计算 (10)2.2.1 设计⽅案的确定 (10)2.2.2 精馏塔的物料衡算 (10)2.2.3 塔板数的确定 (11)第三章精馏塔的⼯艺条件及有关物性数据的计算 (14)3.1 操作压⼒ (14)3.2 操作温度 (14)3.3 平均摩尔质量.................................... 错误!未定义书签。
化工原理课程设计分离正戊烷—正己烷混合物
化工原理课程设计--分离正戊烷—正己烷混合物目录引言.............................................................................................................. .. (I)摘要 (1)Abstract (1)第1章设计条件与任务 (2)1.1 设计条件 (2)1.2 设计任务 (3)第2章设计方案的确定 (3)第3章精馏塔的工艺计算 (4)3.1 全塔物料衡算 (4)3.1.1 原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (4)3.1.2 原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (4)3.1.3 物料衡算进料处理量 (4)3.1.4 物料衡算 (4)3.2 实际回流比 (5)3.2.1 最小回流比及实际回流比确定 (5)3.2.2 汽、液相流率计算及操作线方程 (6)3.3 理论塔板数确定 (6)3.4 实际塔板数确定 (7)3.5 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (10)3.5.1 操作压力计算 (8)3.5.2 操作温度计算 (10)3.5.3 平均摩尔质量计算 (10)3.5.4 平均密度计算 (11)3.5.5 液体平均表面张力计算 (14)3.6 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)3.6.1 塔径计算 (16)3.6.2 精馏塔有效高度计算 (18)第4章塔板工艺尺寸的计算 (19)4.1精馏段、提馏段塔板工艺尺寸的计算 (19)4.1.1溢流装置计算 (19)4.1.2塔板设计 (19)4.2精馏段、提馏段塔板的流体力学性能验算 (24)4.3精馏段、提馏段塔板的负荷性能图 (27)第5章设计结果汇总 (32)设计小结与体会 (34)参考文献 (35)引言精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
化工原理课程设计---利用浮阀塔分离正戊烷与正己烷的工艺设计
安徽理工大学课程设计说明书设计题目:化工原理课程设计学院、系:机械工程学院专业班级:过程装备与控制工程11-2 学生姓名:指导教师:李雪斌成绩:2013年12月23日设计任务书(一)设计题目: 利用浮阀塔分离正戊烷与正己烷的工艺设计分离要求:试设计一座正戊烷—正己烷连续精馏浮阀塔,要求年产纯度98%的正己烷4.0万吨,塔顶馏出液中含正己烷不得高于2%,塔底釜液含正己烷不低于98%,原料液中含正戊烷60%(以上均为质量分数)。
(二)操作条件:塔顶压力:4kPa(表压)进料状态:泡点进料回流比:1.4Rmin塔釜加热蒸汽压力:0.5MPa(表压)单板的压降: 0.7kPa全塔效率:52%(3)塔板类型:浮阀塔板(F1型)(4)工作日: 330天/年(一年中有一个月检修)(5)厂址:淮南地区(六)设计内容①精馏塔的物料衡算②塔板数的确定③精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算④塔体工艺条件尺寸⑤塔板负荷性能图目录第1章序言 (3)第2章精馏塔的物料衡算 (6)2.1. 物料衡算 (6)2.2. 常压下正戊烷—正己烷气、液平衡组成与温度的关系 (7)第3章塔板数的确定 (8)N的确定 (8)3.1. 理论板数T3.2. 实际板数的确定 (9)第4章精馏塔的工艺条件及有关物性数据 (9)4.1. 操作压力的计算 (9)4.2. 密度的计算 (10)4.3. 表面张力的计算 (11)4.4. 混合物的粘度 (12)4.5. 相对挥发度 (12)第5章塔体工艺条件尺寸 (13)5.1. 气、液相体积流量计算 (13)5.2. 塔径的初步设计 (14)5.3. 溢流装置 (15)5.4. 塔板布置及浮阀数目与排列 (17)第6章塔板负荷性能图 (20)6.1. 物沫夹带线 (20)6.2. 液泛线 (21)6.3. 液相负荷上限 (22)6.4. 漏液线 (22)6.5. 液相负荷下限 (23)第7章结束语 (24)正戊烷—正己烷连续精馏浮阀塔的设计第1章序言精馏是分离液体混合物,一种利用回流使液体混合物得到高度分离的蒸馏方法,是工业上应用最广的液体混合物分离操作,广泛应用与石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
正戊烷—正己烷用筛板精馏塔设计
已知:混合液密度 (a质量分率),混合气体密度 。
(5)含有悬浮物的物料,应选择液流通道较大的塔型,以板式塔为宜。可选用泡罩塔、浮阀塔、栅板塔、舌形塔和孔径较大的筛板塔等。不宜使用填料。
(6)操作过程中有热效应的系统,用板式塔为宜。因塔盘上积有液层,可在其中安放换热管,进行有效的加热或冷却。
1.4.2与操作条件有关的因素
(1)若气相传质阻力大(即气相控制系统,如低黏度液体的蒸馏,空气增湿等),宜采用填料塔,因填料层中气相呈湍流,液相为膜状流。反之,受液相控制的系统(如水洗二氧化碳),宜采用板式塔,因为板式塔中液相呈湍流,用气体在液层中鼓泡。
加热蒸汽压力250kpa(表压)
单板压降Δp=0.7kPa(表压)
全塔效率ET=51.23%
(5)设备型式筛板精馏塔
(6)厂址安徽淮南
(7)设备工作日330天/年(一年又一个月检修)
(8)淮南地区的当地大气压101.33kPa
2.2
2.2.1设计方案的确定
本设计任务为分离正戊烷和正己烷混合物。对于二元混合物的分离,应采用常压下的连续精馏装置。本设计采用泡点进料,将原料夜通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,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。该物系属易分离物系,最小回流比较小,操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。
精馏段操作线方程:
提馏段操作线方程:
相平衡方程为x=
两操作线交点的横坐标为
(5)求理论塔板数:交替使用相平衡方程与操作线方程
1:以下交替使用精馏段操作线方程与相平衡方程:
↙
↙
↙
正戊烷正己烷连续精馏塔的设计 -回复
正戊烷正己烷连续精馏塔的设计-回复如何设计正戊烷正己烷连续精馏塔第一步:确定精馏塔的目标和参数在设计正戊烷正己烷连续精馏塔之前,我们需要确定目标和参数,包括:1. 产品要求:确定所需的正戊烷和正己烷的纯度要求。
2. 进料组分:确定进料的组成和流量。
3. 进料条件:确定进料的温度和压力。
4. 塔底温度:根据产品要求,确定塔底温度。
第二步:确定物料平衡在设计精馏塔之前,需要进行物料平衡计算来确定各个输入和输出的物料流量和组成。
物料平衡要考虑初始进料和各个塔层之间的质量平衡以及能量平衡。
第三步:确定理论塔盘数理论塔盘数是指在完全分离给定组分的情况下所需的塔盘数。
在确定理论塔盘数时,可以使用McCabe-Thiele图或Kremser方程等方法。
第四步:确定塔型和尺寸在确定塔型和尺寸时,需要考虑以下几个方面:1. 塔径:根据塔盘数和进料流量确定塔的直径,一般情况下,塔径与塔盘数成正比。
2. 塔高:根据理论塔盘数和塔盘间高度确定塔的高度。
3. 塔底和塔顶:根据进料温度和压力确定塔底和塔顶的设计。
4. 塔壳和塔盘材料:选择适当的材料以满足操作条件和防止腐蚀。
第五步:确定塔内传质和传热装置在精馏塔中,传质和传热是通过液体和气体之间的质量和热量传递来实现的。
为了提高传质和传热效率,可以采用填料或塔板来增加界面积。
第六步:进行反复计算和优化在设计过程中,通常需要进行多次计算和优化,以确保满足产品纯度要求和操作条件。
这可能包括调整塔盘数、塔径和塔高等参数。
第七步:进行安全和经济评估最后,在设计完成后,需要进行安全和经济评估。
这包括对操作条件的合理性进行评估,最大程度地减少能源消耗和生产成本,并确保操作的安全性。
总结:设计正戊烷正己烷连续精馏塔需要从确定目标和参数开始,进行物料平衡计算,然后确定理论塔盘数,进而确定塔型和尺寸。
在设计过程中,需要关注塔内传质和传热装置的选择,进行多次计算和优化,最后进行安全和经济评估。
正戊烷—正己烷混合液常压连续筛板蒸馏塔方案
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:20184790021指导老师:陈驰设计时间:2018年6月15日到6月28日目录前言前言化工生产常需进行液体混合物的分离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离的方法。
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地位。
为此掌握气液相平衡关系熟悉各种塔型的操作特性对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
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、计算、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用。
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离的目的。
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计算——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计算,辅助设备的选型,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利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0.03<摩尔分数)4. 处理能力: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,采用间接蒸汽加热方式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)进料状态泡点进料回流比 1.5Rmin单板压降Δp0.7kPa<表压)=43.35%<计算得出的)全塔效率 ET当地大气压101.33kPa1.4、设计内容及要求1.确定精馏装置流程。
正戊烷—正己烷连续精馏塔设计
(2)当塔顶冷凝器采用冷冻剂进行冷却,又有比较低的冷量可利用时,对进料预冷有利。
本次设计以冷夜进料方式进料。(塔内物料示意图如下)
图1-1进料状况示意图
1.9
影响精馏操作费用的主要因素是塔内蒸气量V。对于一定的生产能力,即馏出量D一定时,V的大小取决于回流比。实际回流比总是介于最小回流比和全回流两种极限之间。由于回流比的大小不仅影响到所需理论板数,还影响到加热蒸汽和冷却水的消耗量,以及塔板、塔径、蒸馏釜和冷凝器的结构尺寸的选择,因此,适宜回流比的选择是一个很重要的问题。
1.8
进料状态有5种,可用进料状态参数q值来表示。进料为过冷液体:q>1;饱和液体(泡点):q=1;气、液混合物:0<q<1;饱和蒸气(露点):q=0;过热蒸气:q<0。q值增加,冷凝器负荷降低而再沸器负荷增加,由此而导致的操作费用的变化与塔顶出料量D和进料量F的比值D/F有关;对于低温精馏,不论D/F值如何,采用较高的q值为经济;对于高温精馏,当D/F值大时宜采用较小的q值,当D/F值小时宜采用q值较大的气液混合物。如果实际操作条件与上述要求不符,是否应对进料进行加热或冷却可依据下列原则定性判断:
1.11
(1)精馏流程总图
图1-2精馏流程总图
(2)原料液的物流走向图
注:1、F为进料液物流;2、D为塔顶溜出液物流;3、W为塔底釜液物流。
图1-3精馏工艺流程图
(3)全凝器内物流的走向图
注:全凝器内物料走壳程,冷却水走管程。
图1-4全凝器物流流程图
(4)再沸器内物流的走向图
注:再沸器内加热蒸汽走壳程,物料走管程。
(3)保证生产安全生产中应防止物料的泄露,生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆产品。塔体大都安装在室外,为能抵抗大自然的破坏,塔设备应具有一定刚度和强度。
正戊烷正己烷连续精馏塔的设计
正戊烷正己烷连续精馏塔的设计连续精馏塔是化工工业中常用的一种分离设备,用于分离混合物中的不同成分。
正戊烷和正己烷是两种常见的烃类化合物,它们具有相似的物理性质,但可以通过连续精馏塔进行有效分离。
本文将介绍如何设计一个正戊烷正己烷连续精馏塔。
1. 确定塔的高度和直径:根据需要分离的混合物的组成和相对挥发性,可以使用McCabe-Thiele方法或数学模拟进行初步计算,确定塔的理论高度和直径。
然后结合实际操作考虑,确定塔的最终高度和直径。
2. 确定塔内的传质效率和塔板数目:传质效率是指塔板上物质的物质传递速率与理论上的质量传递速率之间的比值。
可以通过实验或经验公式来确定传质效率。
根据传质效率和所需的分离度,可以确定塔板的数目。
3. 选择塔板类型:常见的塔板类型有穿孔塔板和泡沫塔板。
穿孔塔板结构简单,易于清洗和维护,但传质效率较低。
泡沫塔板具有更高的传质效率,但清洗困难,只适用于较稀溶液的处理。
根据实际需要选择合适的塔板类型。
4. 确定塔内的填料高度和填料类型:填料可以增加塔板的有效表面积,提高传质效率。
选择合适的填料类型可以根据操作条件和物料性质。
常见的填料类型有旋风环、骑马环和罗特环等。
5. 设计液体分布器和气体分配系统:液体分布器的设计需要考虑液体分布的均匀性和防止液体侧漏。
气体分配系统需要能够均匀分布气体并提供足够的气体速度以确保有效的传质。
6. 确定塔顶的冷凝器和塔底的沉降槽:冷凝器用于将蒸汽冷凝成液体,并作为回流液返回到塔中。
沉降槽用于分离顶部的气体和底部的液体。
7. 设计冷凝器的冷却介质回收装置:冷凝器产生的热量可以回收利用,节约能源。
可以设计一个冷却介质回收装置来回收冷凝器产生的热量。
8. 确定进料位置和回流比:进料位置的选择需要考虑混合物的组成和操作条件。
回流比是回流液量与顶部液体量的比值,直接影响分离效果。
根据需要的分离度和经验公式,确定合适的回流比。
9. 进行热力学和传质方程的计算:根据混合物的物性参数和塔内物料的传质情况,进行热力学和传质方程的计算,以确保塔的设计满足操作要求。
正戊烷—正己烷连续精馏塔设计
(7)管路及附属设备的计算与选型;
(8)撰写设计说明书和绘图。
1.5
设计方案包括精馏流程、设备的结构类型和操作参数等的确定。例如组分的分离顺序(多组分体系)、塔设备的形式、操作压力、进料热状态、塔顶蒸气的冷凝方式、余热利用的方案、安全、调节机构和测量控制仪表的设置等。限于篇幅,仅对其中一些内容作些阐述,其他内容可见参考文献。
广州大学化学化工学院
《化工原理》课程设计
精馏塔设计
设计项目:正戊烷—正己烷连续精馏塔的设计
姓名:魏渊
班级:化工121班
学号:1205200081
指导教师:尚小琴(教授)
设计日期:2015.01.05~2015.01.14
前言
化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有利用价值组分的目的,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液化或多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。精馏操作在化工、石油化工或轻工等工业生产中占有重要的地位。为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔形的操作特性,对选择、设计和分析分离中的各种参数是非常重要的。
(1)进料预热的热源温度低于再沸器的热源温度,可节省高温热源时,对进料预热有利,但会增加提馏段的塔板数;
(2)当塔顶冷凝器采用冷冻剂进行冷却,又有比较低的冷量可利用时,对进料预冷有利。
本次设计以冷夜进料方式进料。(塔内物料示意图如下)
图1-1进料状况示意图
1.9
影响精馏操作费用的主要因素是塔内蒸气量V。对于一定的生产能力,即馏出量D一定时,V的大小取决于回流比。实际回流比总是介于最小回流比和全回流两种极限之间。由于回流比的大小不仅影响到所需理论板数,还影响到加热蒸汽和冷却水的消耗量,以及塔板、塔径、蒸馏釜和冷凝器的结构尺寸的选择,因此,适宜回流比的选择是一个很重要的问题。
正戊烷-正己烷混合液筛精馏塔设计方案
正戊烷-正己烷混合液筛精馏塔设计方案1 设计方案的确定1.1 概述化工生产常需要液体混合物的分离以达到提纯或分离有用组分的目的,精馏是根据液体混合物中各组分挥发度的不同并借助多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻组分分离的目的。
在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛的应用。
根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
工业上对塔设备的主要要生产能力大;传热传质效率高;气流的摩擦阻力小;操作稳定,适应性强,操作弹性大;结构简单,材料耗用量少;制造安装容易,操作维修方便。
此外,还要求不堵塞,防腐蚀等。
1.2 设计方案确定原则总的原则是尽可能多地采用先进的技术,使生产达到技术先进、经济合理的要求,符合优质、高产、安全、低能耗的原则,具体考虑以下几点:(1) 满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。
由于工业上原料的浓度、温度经常有变化,因此设计的流程与设备需要一定的操作弹性,可方便地进行流量和传热量的调节。
设置必需的仪表并安装在适宜部位,以便能通过这些仪表来观测和控制生产过程。
(2) 满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗,减少设备与基建的费用,如合理利用塔顶和塔底的废热,既可节省蒸汽和冷却介质的消耗,也能节省电的消耗。
回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响,因此必须选择合适的回流比。
冷却水的节省也对操作费用和设备费用有影响,减少冷却水用量,操作费用下降,但所需传热设备面积增加,设备费用增加。
因此,设计时应全面考虑,力求总费用尽可能低一些。
(3) 保证生产安全生产中应防止物料的泄露,生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆产品。
塔体大都安装在室外,为能抵抗大自然的破坏,塔设备应具有一定刚度和强度。
1.3 设计方案容1.3.1 操作压力塔操作压力的选择不仅牵涉到分离问题,而且与塔顶和塔底温度的选取有关。
根据所处理的物料性质,兼顾技术上的可行性和经济上的合理性来综合考虑,一般有下列原则:(1) 压力增加可提高塔的处理能力,但会增加塔身的壁厚,导致设备费用增加;压力增加,组分间的相对挥发度降低,回流比或塔高增加,导致操作费用或设备费用增加。
中国石油大学课程设计-曹震-正戊烷-正己烷-正庚烷-正辛烷
化工原理课程设计说明书设计题目:设计连续精馏分离装置(分离正戊烷,正己烷,正庚烷,正辛烷混合物)班级:化工06-2班姓名:震指导老师:马庆兰设计成绩:日期:2009年6月8日——2009年7月1日目录设计方案简介 (2)工艺流程简图 (3)第一章塔的工艺计算 (4)§1.1产品的组成及产品量的确定 (4)§1.2操作温度与压力的确定 (5)§1.3最小回流比的确定 (9)§1.4最小理论板数的确定 (11)§1.5适宜回流比的确定 (11)§1.6理论板数及理论加料位置的确定 (13)§1.7实际板数及实际加料位置的确定 (14)§1.8计算塔径 (14)§1.9全塔热量衡算 (18)§2.0第一章总结 (21)第二章塔板的结构设计 (22)§2.1塔板的布置 (22)§2.2塔板流体力学计算 (23)§2.3塔板负荷性能图 (30)第三章塔体结构设计 (33)§3.1塔体的尺寸、材料及开孔 (33)§3.2确定各接管的流速和直径 (34)§3.3塔的辅助设备选用 (35)计算结果汇总表 (41)自我评述 (44)工艺流程简图设计方案简介所设计的任务是:设计连续精馏分离装置,分离正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷,是一个多元精馏过程,轻关键组分是正己烷,重关键组分是正庚烷。
根据工艺操作条件和分离任务,初步确定精馏方案,画出工艺流程草图。
确定方案流程后,逐步计算和确定多元混合物精馏塔的操作条件及装备设施。
首先,通过清晰分割法以及全塔物料衡算,确定塔顶、塔底的组分及其组成,根据回流罐的温度及泡露点方程,计算出塔顶、塔底和进料的压力和温度,进而确定精馏操作条件。
通过经验估算出达到分离目的所需的最少理论板数,再结合全塔操作条件,得出最小回流比,通过作理论板数与回流比的关系曲线图,得出适宜回流比,便可确定理论板数和实际板数,并得出实际加料位置。
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正戊烷-正己烷连续蒸馏塔的设计
.设计师姓名:魏源讲师:
尚(教授)板式精馏塔文字教材;广州大学化学化工学院《化工原理》课程设计;蒸馏塔设计项目;
正戊烷-正己烷连续蒸馏塔的设计名称;
魏源班:
121班化学工程学生人数:
120520081讲师:
尚(教授)设计日期:
从2015年1月5日至2015年1月14日,WORD教育材料在前面的第5段中列出。
化工原理课程设计任务书61.1概述71.2基本原理71.3确定设计原则81.4设计步骤81.5设计内容91.6操作压力91.7加热方法91.8进料状态10 1.9回流比111.10热能利用111.11工艺流程图12第2章工艺设计计算142.1设计任务和条件142.2工艺计算142.2.1物料平衡计算142 . 2 . 2 . 2 模拟253.1蒸馏塔的简单设计模块DSTWU 263.2蒸馏塔简单检查模块Distl 283.3蒸馏塔的严格计算模块RadFrac 29第4章蒸馏塔工艺条件和相关物理性质数据的计算394.1操作压力394.2操作温度394.3平均摩尔质量394.4平均密度404.4.1蒸馏段的平均密度404.4.2汽提段的平均密度414.5液体的平均表面张力计算424.6 蒸馏塔的工艺尺寸445.1塔直径的计算445.2蒸馏塔有效高度的计算47第六章塔板主要工艺尺寸的计算486.1蒸
馏段主要工艺尺寸的计算486.1.1溢流堰486.1.2塔板布置和浮阀数量和布置的计算516 .2蒸馏段主要工艺尺寸的计算536.2.1溢流单元的计算536.2.2塔板布置和浮阀数量和布置54 塔板流体动力学检查577.1精馏段流体动力学检查577.1.1气相压降通过浮阀塔577.1.2浸没塔检查587.1.3雾沫夹带检查597.2精馏段流体动力学检查617.2.1气相压降通过浮阀塔617.2.2浸没塔检查617.2.3夹带检查62第8章塔盘负载性能图638.1精馏段塔盘负载性能图638.1.1夹带线638.1 658.2汽提段塔盘负负荷性能图表668.2.1夹带线668.2.2溢流线678.2.3液体负荷上限线688.2.4泄漏线688.2.5液体负荷下限线69蒸馏段浮阀塔盘工艺设计计算结果汇总表1 71蒸馏段浮阀塔盘工艺设计计算结果汇总表2 72第9章热平衡739.1热平衡739.1塔顶冷凝器冷热平衡739.1.2总塔盘热量结构设计8110.1整体结构8110.1.1基本结构8110.1.2塔的主要尺寸8110.1.3气缸和气缸盖8310.1.4塔的总有效高度-魏源讲师:
尚(教授)板式精馏塔文字教材;广州大学化学化工学院《化工原理》课程设计;蒸馏塔设计项目;
正戊烷-正己烷连续蒸馏塔的设计名称;
魏源班:
121班化学工程学生人数:
120520081讲师:
尚(教授)设计日期:
从2015年1月5日至2015年1月14日,WORD教育材料在前
面的第5段中列出。
化工原理课程设计任务书61.1概述71.2基本原理71.3确定设计原则81.4设计步骤81.5设计内容91.6操作压力91.7加热方法91.8进料状态10 1.9回流比111.10热能利用111.11工艺流程图12第2章工艺设计计算142.1设计任务和条件142.2工艺计算142.2.1物料平衡计算142 . 2 . 2 . 2 模拟253.1蒸馏塔的简单设计模块DSTWU 263.2蒸馏塔简单检查模块Distl 283.3蒸馏塔的严格计算模块RadFrac 29第4章蒸馏塔工艺条件和相关物理性质数据的计算394.1操作压力394.2操作温度394.3平均摩尔质量394.4平均密度404.4.1蒸馏段的平均密度404.4.2汽提段的平均密度414.5液体的平均表面张力计算424.6 蒸馏塔的工艺尺寸445.1塔直径的计算445.2蒸馏塔有效高度的计算47第六章塔板主要工艺尺寸的计算486.1蒸馏段主要工艺尺寸的计算486.1.1溢流堰486.1.2塔板布置和浮阀数量和布置的计算516 .2蒸馏段主要工艺尺寸的计算536.2.1溢流单元的计算536.2.2塔板布置和浮阀数量和布置54 塔板流体动力学检查577.1精馏段流体动力学检查577.1.1气相压降通过浮阀塔577.1.2浸没塔检查587.1.3雾沫夹带检查597.2精馏段流体动力学检查617.2.1气相压降通过浮阀塔617.2.2浸没塔检查617.2.3夹带检查62第8章塔盘负载性能图638.1精馏段塔盘负载性能图638.1.1夹带线638.1 658.2汽提段塔盘负负荷性能图表668.2.1夹带线668.2.2溢流线678.2.3液体负荷上限线688.2.4泄漏线688.2.5液体负荷下限线69蒸馏段浮阀塔盘工艺设计计算结果汇总表1 71蒸馏段浮阀塔盘工艺设计计算结果汇总表2 72第9章热平衡739.1热平衡739.1塔顶冷凝器
冷热平衡739.1.2总塔盘热量结构设计8110.1整体结构8110.1.1基本结构8110.1.2塔的主要尺寸8110.1.3气缸和气缸盖8310.1.4塔的总有效高度:天津大学出版社,2005.1。
[2]蔡吉宁,张秋香编译。
化工设备机械基础课程设计指南。
北京:
化学工业出版社,2000.6。
3]沈,何小刚。
化工原理课程设计。
北京:
化学工业出版社,2000.5。
[4]秦无,梁坤编辑。
板式蒸馏塔。
北京:
化学工业出版社,2010年8月。
⑸沈主编。
物理化学核心课程(第二版)。
北京:
科学出版社,2009。
[6]冷一欣马江泉。
化工原理课程设计。
北京:
中国石化出版社,2009。
[7]孙兰义主编。
化学过程模拟培训-—阿斯彭Plus教程。
北京:
化学工业出版社。
2012年10月。
[8]中国石化总公司上海工程有限公司编制。
化学工艺设计手册(第三版)。
化学工业出版社,2003。
[9][.龙军.精馏塔适宜回流比的确定[[].石油炼制和化学工业,1992,27 (1):
51 ~ 55。
结论本课程的设计是通过给定的生产操作工艺条件,自行设计一套分离正戊烷和正己烷系统的塔板连续精馏塔设备。
经过近两周的艰苦工作和复杂的计算优化,最终设计出一套相对完善的塔板连续精馏塔设备。
其各项操作性能指标能够满足工艺生产
的技术要求,操作灵活性大,生产能力强,达到了预期目的。
课程设计是对过去所学知识的测试,能够培养理论联系实际的能力。
特别是,蒸馏塔的设计加深了对化工生产过程的理解和认识,使我所学的知识不再局限于书本,并培养了我们的逻辑思维能力。
同时,它也让我深刻感受到工程设计的复杂性、严密性和狭隘性等。
通过这次课程设计,我经历并学到了很多知识,熟悉了很多课程内容,知道了很多做事的方法。
我从中受益匪浅。
我想这可能是这门课的初衷。
总之,在化工原理的设计过程中,我收获了很多,感触很深。
最后,感谢尚先生和吴俊荣先生对课程设计的督促和指导。
对于我们在设计中遇到的问题,我们得到了认真、清晰和耐心的指导,这极大地鼓舞了我们完成设计的决心。
因此,我们再次感谢老师和同学们的帮助。