中國石油大學(xué)課程設(shè)計 曹震 正戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷

1、. N-R/Rmin32211053.32.32.80.81.31.8R/Rmin 圖，如下：N(R+1)R/R2.作min N(R+1)-R/Rmin555045)401+R35(N3025207.86.83.84.85.80.81.82.8R/Rmin 。因此適宜回流N=11.4R=1.3413，相應(yīng)的3.從圖中得到回流比的適宜區(qū)，取R/R=1.478，即min 。，理論板數(shù)為11.4比為1.3413 理論板數(shù)及理論加料位置的確定1.6 N為理論提鎦板數(shù)，對于泡點進(jìn)料多元混合物，有如下計算公式：為理論精餾板數(shù)。設(shè)NSR0.2062?xxNW?Wlh?R? DxNx? ?DhSlF1?N?N

2、?NTRS，N=6.7911.4，將已知代入上式，解得求適宜回流比時已得出理論板數(shù)為式中，N為理論板數(shù)，RT =5.61。NS 6.79塊板上。因此，理論加料位置應(yīng)為 . . . . 1? l?aaaa3?412? ?42131? 0.0490.2990.652?0? 585615643?3mkg?605.7 氣相混合物可視作理想氣體，由理想氣體狀態(tài)方程 PM? vRT 得氣相混合物平均密度51081.8?1.1?1.013?3?mkg?3.227? ?v273.1566.68.314? 2.空塔氣速的確定（采用Smith法） 最大允許氣速 ?vl5 u?C max?v 由之前所得結(jié)果，求得精

3、餾段液體流量 81.8?1.3413LMRDM?57.073h?10.3378mL? S?605.7ll 氣體流量? DMR?181.8?57.07?2.3413VM3h?3386.88m?V? S?3.227ll 則： ?L605.710.3378lS0.0418? ?3.227V3386.88vS，查化工原理課程=0.06m，則H-h=0.39mh根據(jù)經(jīng)驗，取板間距H=0.45m，板上液層高度lTlT C得=0.1000。設(shè)計（中國石油大學(xué)）書66頁圖2-720?m0.0106N?m0.0133?N下，各組分的表面力分別為，66.6又查資料得，12?mN?N0.0154m0.0173 ，混

4、合液體表面力：，43 ?mN?0.01060.34?0.0133?0.62?0.01540.04?0?0.012466? 因此，求得0.20.2?0.012466?0.091?CC0.1? ? 200.020.02? . . . . ）式中得：代入（5 ?3.227?605.7vls1.243m0.091?u?C? max?3.227v 塔徑的計算3. ，則u為最大允許氣速的70%取空塔氣速sm1.243?0.87?u?0.7u0.7? max 因此，塔徑 V436003386.884?S1.174m?D? ?0.87?u3.14 二、提餾段塔徑計算（以塔底第一塊板的溫度、壓力及組成計算） 1

5、確定混合物氣液相密度0x?，在塔底第一塊板上溫度為109.6，壓力1.238atm，液相各組分摩爾分率為W1,0.69x?0.27x?0.04x?，各組分質(zhì)量分率為：，求得平均摩爾質(zhì)量為103.22kg/kmolW3,W4,2,W0.298a?a?0a?0.033a?0.669為別各度下組分的密度分查得在該溫。,，,4321?3333?m?522kgm?600kgm?570kgm630kg則液相混合物，1423 平均密度1? l?aaaa3?124? ?13421? 0.2980.0330.669?0? 630600570?3m607.6kg?P2.52?K0.51K?1.12K?5.93K?

6、已知相平衡常數(shù)對于氣相混合物，在該溫度下， 2431P0.77y?y?0.10.13?yy?0 則氣相組成分別為：因此氣相平均摩爾質(zhì)量，1111 ? My?86?0.1?100?0.77M?114?0.13?100.42kgkmol vii氣相可視作理想氣體，由理想氣體狀態(tài)方程 MPv? vRT 得氣相混合物平均密度 . . . . 淹塔檢驗：?H0.167?d0495m?H?0.334h wT0.5? 不會發(fā)生淹塔。 4.漏液 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塔盤尺寸，開口率為13.03%,求得實際閥孔氣速為?u0.71?Ts5.44mu? o?0.1305則，實際 ? ?10.8?F?u5.44?3.958 v0

7、0 到該值在817之間，屬于正常操作圍，不會發(fā)生泄漏。 降液管液體停留時間及流速5. （1）液體在降液管的平均停留時間AH0.161?0.45?dT7.5s? 3600/34.76?LS ，符合要求。該值大于7su）液體在降液管中的流速（2d ?L34.76?Ss0.06m?u d3600?A0.161d u）可由以下兩個式子中，結(jié)果小的那個確定：u與允許流速（u）進(jìn)行比較，（將maxdmaxdd 3?0.132ms?K?(u)?6.97?10 vldsmax(u)?0.17K?0.17ms sdmax0.9倍，要求液體在降液管中得實際流速應(yīng)小于允許流速的0.7由此可見允許流速為0.132m/

8、s即在小于0.092m/s，算出的結(jié)果符合要求。 2.3塔板負(fù)荷性能圖 1.精餾段 過量霧沫夾帶線 ?3vlZLCA?2.95?V101.36KhbFhS?v 605.7?3.227?3L?0.951.217?0.127?102.95?1.36?1? h3.227?6229.97?17.65Lh即過量霧沫夾帶線為 V?6229.97?17.65L hh . . . . 故總壓頭 5101.013?p0.1?H?12.7?24.6?H?H?39m fe?9.81?g605.73（中國石化，上冊）附錄=10.3378 m查石油化學(xué)工程原理/h,根據(jù)總壓頭及回流泵流量LS3 。/h，揚程24，選IS

9、50-32-200型單級單吸離心泵，流量為12.5 m50m 除沫器4. 蒸氣通過除沫器的適宜氣速 ?vls1.32m0.107/?u? c?v 因此，除沫器直徑為： V4S?d?0.953m c?uc 頁第一章總結(jié)）計算結(jié)果匯總表（另見21工藝計算結(jié)果匯總表 名稱 單位0.34 正己烷 mol% 塔頂0.62 mol% 正庚烷0.04 mol% 正辛烷 0.15 正戊烷 mol% 0.3 mol% 正己烷 組成 進(jìn)料0.4 mol% 正庚烷 0.15 mol% 正辛烷0.04 mol% 正戊烷 0.69 塔底mol% 正己烷 0.27 mol% 正庚烷 111.43 塔頂kPa 118.48

10、 kPa 進(jìn)料 壓力125.4 kPa 塔底101.33 回流罐 kPa 66.6 塔頂78.2 進(jìn)料 溫度109.6 塔底50 回流罐 4668.3 塔頂產(chǎn)品kg/h 7331.7 kg/h 塔底產(chǎn)品 流量12000 進(jìn)料 kg/h 10929.9 第一板氣相 kg/h . . . . 自我評述 一、全塔工藝計算的分析 通過計算，本塔的全塔效率只有57.57%，不是很高，但取20塊板能夠完成分離任務(wù)，使得塔頂混合物中正庚烷的含量低于0.04（摩爾分率，下同），塔底混合物中正己烷的含量低于0.04，基本達(dá)到了分離正己烷和正庚烷的目的。且算出來的實際板數(shù)與一開始假設(shè)的21塊板很相近，不需要重新驗

11、算。 對于適宜回流比的確定時，R/R經(jīng)驗值一般在1.2至1.5之間，而我做出的曲線確定的適宜min回流比區(qū)在1.1至2.2之間，圍有些大，而且曲線最低點的R/R值為1.84，也大于1.5.由于無min法精確取值，故R/R取在1.2到1.5之間，近似取1.478，回流比較小，增加塔板數(shù)，但冷凝器min和再沸器的熱負(fù)荷相對較小，總費用合理。 二、塔板流體力學(xué)分析 選用1400mm塔徑的精餾塔，同時滿足了精餾段和提餾段的要求，但計算出的開孔率偏大，找不到很接近的標(biāo)準(zhǔn)塔板。分析原因在空塔氣速的計算上，空塔氣速計算偏大，導(dǎo)致開孔率偏大。但經(jīng)漏液檢驗后，開孔合理，不會產(chǎn)生漏液現(xiàn)象，也不會發(fā)生過量霧沫夾帶和

12、淹塔現(xiàn)象，設(shè)計時比較合理的。 塔板壓力降雖然在3到6mm汞柱之間，但提餾段踏板壓力降接近6mm，還是有些偏大。從塔板負(fù)荷性能圖可以看出，精餾段操作彈性為3，符合要求，但提餾段只有2.7，說明過量霧沫夾帶線過低，可能會導(dǎo)致操作的不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生過量霧沫夾帶。對于精餾段降液管中液體停留時間達(dá)到25s，太大導(dǎo)致降液管中液體流速很小，說明對于精餾段降液管面積較小，對于這兩種情況，均可以考慮增大降液管底隙高度、增大降液管面積或增設(shè)入口堰等來彌補不足。 三、塔體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 塔高只有12.7m，加上封頭和裙座，共17.25米，塔徑1400，裙座座圈用16個地腳螺栓固定，穩(wěn)定性好，抗風(fēng)抗震強。 對于輔助設(shè)備的選取，基本有合適的型號。但對于回流管管徑只有25mm，有點偏小，會導(dǎo)致更多的阻力損失。對于回流泵的計算中即可看出，總的壓頭損失達(dá)到了25米多，說明阻力損失還是較大，可以在經(jīng)濟條件和操作條件允許的情況下適當(dāng)降低管流體流速，更換管徑更粗些的回流管管徑。 四、繪制塔體總圖 由于是第一次畫這種大型的制圖，許多方面存在不足，例如對尺寸的把握不好，對整體布圖存 . . . . 在不足，對于線的粗細(xì)情況掌握不足，導(dǎo)致局部不美觀等等，但相信通過這次鍛煉，我一定會有很大的提高，相信自己在專業(yè)學(xué)習(xí)方面有了更大的進(jìn)步，對專業(yè)知識有了更好的掌握，為今后的工作