化工原理课程设计最新版本
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
塔釜釜残液组成：环己醇1%，苯酚99% 5. 塔顶压强：760 mmHg（绝压） 6. 公用工程：循环冷却水：进口温度32℃，出口温度38℃
导热油：进口温度260℃，出口温度250℃
总体要求： 绘制带控制点工艺流程图，完成精馏塔工艺设计以
及有关附属设备的计算与选型。绘制塔板结构简图，编 制设计说明书。
化工原理课程设计
-板式精馏塔设计-
塔顶气相
进料
回流液
塔底液相
-常州大学石油化工学院-基础化工部-
常压分离环己醇–苯酚连续操作
筛板精馏塔工艺设计任务书
基础设计数据： 1. 处理能力：50000 t/a（年工作按8000小时计） 2. 进料组成：环己醇30%，苯酚70%（mol%，下同） 3. 进料状态：泡点进料 4. 产品要求：塔顶馏出液组成：环己醇98%，苯酚2%
表2 物料衡算表
项目
数据
进料流量F,kmol/h 塔顶产品流量D, kmol/h 塔釜残液流量W, kmol/h 进料组成，xF(摩尔分数） 塔顶产品组成，xD(摩尔分数） 塔釜残液组成，xW(摩尔分数）
3.4 实际板数及进料位置的确定
1. 确定最小回流比Rmin q=1, xe=xF ye=f(xe) 由y~x图得出
Rmi n xyD e xyee0 0..6 9 8 8 0.07 6.380 7 0.76
2. 确定操作回流比R 由Fenske方程计算最小理论板数Nmin
lg
xD
1xw
Nmin
1xD xw
lgm
4.9
利用吉利兰关联图(化原P200) ，计算NT ~ R如下表3：
R 0.863 0.988 1.140 1.292 1.444 1.520
y-x图为20*20cm
.wenku.baidu.com
3.3 全塔物料衡算 （化原设计p146）
料液平均分子量：Mm = 0.3×100 + 0.7×94 = 95.8 进料流量：F = 50000×103 /8000×95.8 = 65.24 kmol/h
F=D+W FxF = DxD + Wxw
D=19.5 kmol/h W=45.74 kmol/h
4.实际板数及加料板位置的确定
由t-x(y)图查tD、tW 、 tF （其中tD查露点线, 因为xD= y1 ; tW查泡点线; tF查泡点线）
t tD tW 2
由此平均温度查表得液体粘度μi和α
由此平均温度查t-x(y)图得进料的xi
全塔效率由奥康奈尔O’connell关联式计算： （化原p212图5-38或化原下P118 图10-20）
NT 14.7 11.8 10.7 9.9 9.3
9.0
绘制NT ~ R关系图，找出最佳回流比。
(一般R取1.2~2Rmin，曲线不太陡的位置)
说明：R取(1.0、1.2、1.4、1.6、 1.8、2.0)Rmin 6 个点
3. 图解法求理论板数及加料板位置
在y-x图上，利用图解法求得NT，加料板位置nT
常压分离环己醇―苯酚连续操作 筛板精馏塔设计计算示例
1. 设计任务书 按要求填入处理量和进料组成
2. 带控制点工艺流程图与工艺说明 （1）带控制点工艺流程图（参考课程设计P14图1-3） （2）操作压力的选择 （3）加料状态的选择 （4）工艺流程叙述
3. 精馏塔工艺计算
3.1 相平衡关系
利用安托因方程计算（参考化原P184）： log P°=A – B/ (t+C) 列出数据表1，在表后写出计算示例。
）
气相流量VS = (R+1) DM /3600 V=0.408 m3/s 液相流量LS = RDM / 3600 L =0.000684 m3/s
4.2 初估塔径
取板间距HT = 350 mm（化原设计p103)，板上液层厚度hL= 0.07 m （化原设计p104) ，则HT -hL= 0.28m。
➢注意事项: 写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源 每项设计结束后,列出计算结果明细表 设计说明书要求字迹工整,装订成册上交
计算说明书目录
1. 设计任务书 2. 带控制点工艺流程图与工艺说明 3. 精馏塔工艺计算 4. 塔板结构设计 5. 精馏塔工艺条件图 6. 换热器的选型 7. 符号说明 8. 结束语 9. 参考文献 10.附录
塔板间距和塔径的经验关系（化原下册P129）
1. 精馏塔工艺设计内容：全塔物料恒算、确定回流比 ；确定塔径、实际板数及加料板位置。
2. 精馏塔塔板工艺设计内容：塔板结构设计、流体力 学计算、负荷性能图、工艺尺寸装配图。
3. 换热器设计：确定冷热流体流动方式以及换热器结 构，进行换热器的热负荷计算，根据换热面积初选换热 器；
课程设计的要求
❖带控制点工艺流程图用A3图纸画 ❖塔工艺条件图（带管口）用A3纸画 ❖其余工艺设计图用坐标纸
表1 苯-甲苯常压相平衡数据
t/0C PA°/kPa PB°/kPa xA yA α
80.1
81
…
110.6
i
yi xi
1 xi 1 yi
1 n
i
对于环己醇-苯酚体系：
m
1 39
i
说明：平均相对挥发度为 5.62
3.2 绘制t-x(y)图及y-x图 在坐标纸上绘图，大小要求t-x(y)图为10*10cm，
筛板塔板 塔板上开圆孔，孔径：3 - 8 mm，大孔径筛板：12 - 25 mm。
lw
WD 优点：结构简单、造价低、塔板阻力小。
目前，广泛应用的一种塔型。
4.1 设计参数的计算（以塔顶第一块板为依据）：
（参见《化工原理课程设计》P147-149）
液相密度 L = 950 kg / m3（化原p319有机液体相对密度图） 气相密度 V = PM/ RT = 2.92 kg / m3 液相表面张力 = 32 dyn /cm（化原p321有机液体表面张力
ET0.49m 'L0.2450.495.320.30.2450.44
L xfi Li
ET
NT (不包括再沸器） N实
NF,实
N精 ET
1
.
表4 塔板数求取小结
回流比R 理论板数 板效率 实际板数 理论加料位置 实际加料位置
4. 塔板结构设计
包括板间距的初估，塔径的计算，塔板溢流 形式的确定，板上清液高度、堰长、堰高的初 估与计算，降液管的选型及系列参数的计算， 塔板布置和筛板的筛孔和开孔率，最后是水力 学校核和负荷性能图。
导热油：进口温度260℃，出口温度250℃
总体要求： 绘制带控制点工艺流程图，完成精馏塔工艺设计以
及有关附属设备的计算与选型。绘制塔板结构简图，编 制设计说明书。
化工原理课程设计
-板式精馏塔设计-
塔顶气相
进料
回流液
塔底液相
-常州大学石油化工学院-基础化工部-
常压分离环己醇–苯酚连续操作
筛板精馏塔工艺设计任务书
基础设计数据： 1. 处理能力：50000 t/a（年工作按8000小时计） 2. 进料组成：环己醇30%，苯酚70%（mol%，下同） 3. 进料状态：泡点进料 4. 产品要求：塔顶馏出液组成：环己醇98%，苯酚2%
表2 物料衡算表
项目
数据
进料流量F,kmol/h 塔顶产品流量D, kmol/h 塔釜残液流量W, kmol/h 进料组成，xF(摩尔分数） 塔顶产品组成，xD(摩尔分数） 塔釜残液组成，xW(摩尔分数）
3.4 实际板数及进料位置的确定
1. 确定最小回流比Rmin q=1, xe=xF ye=f(xe) 由y~x图得出
Rmi n xyD e xyee0 0..6 9 8 8 0.07 6.380 7 0.76
2. 确定操作回流比R 由Fenske方程计算最小理论板数Nmin
lg
xD
1xw
Nmin
1xD xw
lgm
4.9
利用吉利兰关联图(化原P200) ，计算NT ~ R如下表3：
R 0.863 0.988 1.140 1.292 1.444 1.520
y-x图为20*20cm
.wenku.baidu.com
3.3 全塔物料衡算 （化原设计p146）
料液平均分子量：Mm = 0.3×100 + 0.7×94 = 95.8 进料流量：F = 50000×103 /8000×95.8 = 65.24 kmol/h
F=D+W FxF = DxD + Wxw
D=19.5 kmol/h W=45.74 kmol/h
4.实际板数及加料板位置的确定
由t-x(y)图查tD、tW 、 tF （其中tD查露点线, 因为xD= y1 ; tW查泡点线; tF查泡点线）
t tD tW 2
由此平均温度查表得液体粘度μi和α
由此平均温度查t-x(y)图得进料的xi
全塔效率由奥康奈尔O’connell关联式计算： （化原p212图5-38或化原下P118 图10-20）
NT 14.7 11.8 10.7 9.9 9.3
9.0
绘制NT ~ R关系图，找出最佳回流比。
(一般R取1.2~2Rmin，曲线不太陡的位置)
说明：R取(1.0、1.2、1.4、1.6、 1.8、2.0)Rmin 6 个点
3. 图解法求理论板数及加料板位置
在y-x图上，利用图解法求得NT，加料板位置nT
常压分离环己醇―苯酚连续操作 筛板精馏塔设计计算示例
1. 设计任务书 按要求填入处理量和进料组成
2. 带控制点工艺流程图与工艺说明 （1）带控制点工艺流程图（参考课程设计P14图1-3） （2）操作压力的选择 （3）加料状态的选择 （4）工艺流程叙述
3. 精馏塔工艺计算
3.1 相平衡关系
利用安托因方程计算（参考化原P184）： log P°=A – B/ (t+C) 列出数据表1，在表后写出计算示例。
）
气相流量VS = (R+1) DM /3600 V=0.408 m3/s 液相流量LS = RDM / 3600 L =0.000684 m3/s
4.2 初估塔径
取板间距HT = 350 mm（化原设计p103)，板上液层厚度hL= 0.07 m （化原设计p104) ，则HT -hL= 0.28m。
➢注意事项: 写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源 每项设计结束后,列出计算结果明细表 设计说明书要求字迹工整,装订成册上交
计算说明书目录
1. 设计任务书 2. 带控制点工艺流程图与工艺说明 3. 精馏塔工艺计算 4. 塔板结构设计 5. 精馏塔工艺条件图 6. 换热器的选型 7. 符号说明 8. 结束语 9. 参考文献 10.附录
塔板间距和塔径的经验关系（化原下册P129）
1. 精馏塔工艺设计内容：全塔物料恒算、确定回流比 ；确定塔径、实际板数及加料板位置。
2. 精馏塔塔板工艺设计内容：塔板结构设计、流体力 学计算、负荷性能图、工艺尺寸装配图。
3. 换热器设计：确定冷热流体流动方式以及换热器结 构，进行换热器的热负荷计算，根据换热面积初选换热 器；
课程设计的要求
❖带控制点工艺流程图用A3图纸画 ❖塔工艺条件图（带管口）用A3纸画 ❖其余工艺设计图用坐标纸
表1 苯-甲苯常压相平衡数据
t/0C PA°/kPa PB°/kPa xA yA α
80.1
81
…
110.6
i
yi xi
1 xi 1 yi
1 n
i
对于环己醇-苯酚体系：
m
1 39
i
说明：平均相对挥发度为 5.62
3.2 绘制t-x(y)图及y-x图 在坐标纸上绘图，大小要求t-x(y)图为10*10cm，
筛板塔板 塔板上开圆孔，孔径：3 - 8 mm，大孔径筛板：12 - 25 mm。
lw
WD 优点：结构简单、造价低、塔板阻力小。
目前，广泛应用的一种塔型。
4.1 设计参数的计算（以塔顶第一块板为依据）：
（参见《化工原理课程设计》P147-149）
液相密度 L = 950 kg / m3（化原p319有机液体相对密度图） 气相密度 V = PM/ RT = 2.92 kg / m3 液相表面张力 = 32 dyn /cm（化原p321有机液体表面张力
ET0.49m 'L0.2450.495.320.30.2450.44
L xfi Li
ET
NT (不包括再沸器） N实
NF,实
N精 ET
1
.
表4 塔板数求取小结
回流比R 理论板数 板效率 实际板数 理论加料位置 实际加料位置
4. 塔板结构设计
包括板间距的初估，塔径的计算，塔板溢流 形式的确定，板上清液高度、堰长、堰高的初 估与计算，降液管的选型及系列参数的计算， 塔板布置和筛板的筛孔和开孔率，最后是水力 学校核和负荷性能图。