化工专业课程设计全解

工艺计算
以R/Rmin为横坐标、N为纵坐标作回流比与理 论板数关系曲线图 根据曲线拐点确定回流比和理论板数
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工艺计算 7、求实际塔板数
计算塔顶塔底算术平均温度
计算相对挥发度和进料粘度 根据奥康奈尔关联式计算全塔效率ET
根据ET=NT/N计算实际板数
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工艺计算 8、求进料位置和进料温度
组成（质量分率）
进料状态（气化分率） 0.3 2、 产品要求 塔顶产品 塔底产品 nC4收率98% iC5收率98%
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流程简图
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工艺计算
（一）全塔物料衡算
1、采用清晰分割法，计算得到塔顶、塔底的产品流率 及组分的摩尔分数，其中
轻关键组分：正丁烷nC4 重关键组分：异戊烷iC5
《化工原理》课程设计
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一
任务书 简捷法计算
二
三 Aspen严格法计算 四 塔板设计计算 五
换热器设计计算
六
塔的结构设计
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题目
设计一连续操作精馏装置，用以分离轻烃混合物。
二、原 始 数 据 1、原 料 处理量 350 吨/天 nC3,0.2，iC4,0.08， nC4,0.23，iC5,0.18，nC5,0.31
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5、塔板布置 确定边缘区和安定区尺寸 根据阀孔动能因数F0=9~12，计算阀孔气速ω0 浮阀个数N=V/(0.785d02 ω0 ) 确定排列高度 确定横向上排列的浮阀排数 开孔率
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6、塔板水力学计算 塔板压降 降液管中清液高Hd 液体在降液管中停留时间 雾沫夹带量e 泄露 负荷性能图
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工艺计算 （二）热量衡算 2、进料焓值的确定
根据 计算进料中液体的组成
根据相平衡关系yi=Kixi计算气相组成 由图表集查进料条件下各组分的气、液相焓值， 分别计算HFV、HFL，则HF=eHFV+(1-e)HFL
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工艺计算 （二）热量衡算 3、再沸器的热负荷QB
由图表集查塔底液相各组分的焓值，根据组成 和焓值计算HLW 作全塔热量衡算： FHF+QB=DHLD+WHLW+QC+Q损， Q损=0.05(FHF+QB) QB
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流程简图
D
RADFRAC FEED
W
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1、塔径的计算 采用Smith法分别计算精馏段和提馏段的D 2、塔板上流体流型的选择 根据塔径和液体流量 3、降液管和溢流堰尺寸的确定 4、浮阀及其排列
由柯克布莱德经验公式计算进料位置
计算进料板处压力 用试差法计算进料板处温度，公式为
=0
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工艺计算 （二）热量衡算 1、求冷凝器热负荷QC
塔顶回流为饱和液体，则塔顶冷凝器的热负荷 为QC=(R+1)D(HV1-HLD) 查相关图表集或数据手册，得到塔顶各组分的 气相焓值和液相焓值 根据塔顶组分组成计算HV1、HLD和QC
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工艺计算 2、求操作压力和塔顶产品出口温度
以水为冷却剂来冷凝塔顶蒸汽，则设回流罐凝 液温度为40 ℃。 查各组分的安托尼方程系数，根据泡点方程计 算塔的操作压力。
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工艺计算 3、计算塔顶温度
估计塔顶到回流罐的压降损失 （0.01~0.02MPa），计算塔顶压力。
根据塔顶气相组成与塔顶产品组成相同，根据 露点方程试差求塔顶温度。
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塔顶冷凝器
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塔顶空间高度、板间距、塔底空间高度、进 料空间高度 人孔设计：位置及其板间距 塔体总高度 封头设计 裙座设计 接管设计
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工艺计算
4、计算塔底温度
估计塔板数及塔板压降，计算塔底压力。
根据塔底组成和泡点方程试差计算塔底温度。
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工艺计算 5、非清晰分割校核
根据塔顶、塔底的操作条件，分别计算塔顶、 塔底各组分的相对挥发度 根据几何平均值求各组分的平均相对挥发度 根据芬斯克公式估算非关键组分在塔顶、塔底 产品中的分配情况
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工艺计算 6、回流比和理论板数计算
根据恩德伍德公式试差计算θ和Rmin 根据芬斯克方程计算Nmin 取不同的R/Rmin=(1.0~3.0)，计算不同的R、 X=(R-Rmin)/(R+1) 根据吉利兰图或公式计算出不同的Y，根据 Y=(N-Nmin)/(N+1)计算出不同的N
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