化工原理讲义设计任务书.docVIP

　 　　 化工原理课程设计任务书 ? 一 设计题目 浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计 二 工艺条件 生产能力:13２00吨/年（料液） 年工作日：300天 原料组成：50%甲醇，50%水（质量分率,下同） 产品组成:馏出液 98%甲醇，釜液0.8%甲醇 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度:泡点 进料状况：泡点 加热方式：直接蒸汽加热 回流比： 自选 三 设计内容 确定精馏装置流程，绘出流程示意图、塔器设备图. 工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算,理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等. 主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性. 5 　主要附属设备设计计算及选型 　 塔顶全凝器设计计算:热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 　料液泵设计计算：流程计算及选型。 四 设计结果总汇 五 主要符号说明 六 参考文献 装置流程图 工艺参数的确定 物料衡算 ∵生产能力为13200吨/年，进料甲醇组成为5０％（m）,馏出液 98%甲醇，釜液0.8％甲醇。 甲醇M1=32。0㎏/kmｏl，水M2=18.0ｋg／kmoｌ。 ∴Xf=（０.5／32)/（０.5/32＋０.５/1８）=0。３6 Xd=（0．98／３2）／（０。９8/３２＋0．02/１8)=０．965 Xｗ＝(０。8%/32）／（0.8%/３２+99。2％／1８）=０.4５％ 料液平均摩尔量M=３２*0。3６+18＊0．６４＝2３.0４kg/ｋｍoｌ 料液流量Ｆ＝1３２０0*10＾3／(300*2４*23。04）=79。5７ｋｍoｌ/h 由总物料守恒有：F＋Ｓ=W+Ｄ 对甲醇有:F＊Xf ＝ W*Xw + D＊Xd 对于直接蒸汽加热有：V′= Ｓ ， L′=　W V′＝ V – (1—ｑ）＊Ｆ ， L′＝　L + q＊F 对于泡点加料有:V′= V ，L′= L　＋　Ｆ 又∵V=（R+1)D　,L=R*D ∴L′＝ W = R*D+F ，S ＝ （R+1）*D ∴要算得流出液,釜夜及加热蒸汽的量，得先算出最小回流比及回流比。 ?常压下甲醇和水的气液平衡表(T—x—ｙ） Ｔ(℃) Ｘ Y T(℃） X 　　Y 92.9 0。0531 0.2８3４ 76。7 0.3３３3 ０．69１８ ９0.３ 0。0767 0。４001　 ７6．2 0．３5１3 0.７３7４ 88.9 0。０9２6 ０。435３ ７3．8 0。４620 ０。7７56 86。6 0。12５7 0。4831 72．7 ０．5２９2 0。７971 85。0 0。131５ 0。5455 71．３ 0。5937 0.81８3 83．２ 0.1674 0.5585 70。0 ０.6849 ０．849２ 82．３ 0．１81８ 0。５775 68.0 0.7701 ０．89６2 81.6 0。2083 0。6２7３ ６6．9 ０．8７41 0。91９4 80.2 0．２319 0.6４8５ 100 0。０ 0.0 78.０ 0。２８18 0。6775 ? 由ｙ=４9．3８８＊ｘ^２-７３．5４４*ｘ+95。708， 将Ｘf　=　0．３６ ,Xd　= 0．965， Xw = ０．45% 代入得到相映的温度： T　f=７５．63℃ 　 　Ｔｄ=7０．73℃ Tｗ=95.38℃ 将Tf、Td、Tw代入y=-20。0２4＊x^２－１8.３35*ｘ+100．１3得 Yf＝0.74　 　Yｄ=0．　85　　Yw＝　０.21 ∵y　= ɑ*x／（1+(ɑ—1）＊x） ∴ɑ＝ｙ（x－1)/（ｘ＊(y-１)） ∴ɑf=0.７４＊（1－0.3６）／（(1-０。7４)＊0．36)＝5.06 ɑd=0.85＊(１－０．９65）/（0。96５*（1-０.8５)）=0。206 ɑw=0。21＊(1-０．４5%）/(０.45％＊(1—0．21））＝５8.81 ɑˉ=（5.06＊0。20６＊58。81)∧（１／3)=3.94 ∵q=１，∴Xq=Xf＝0．36,Yq=3。９4*0.36/(1+2。９４＊0。36）=0。６8９ Rm／(Rm＋1）=（0.96５-0.6８9)/（０．9６5-0．３6）=０.4５6 ∴Ｒm=0。8３9 取Ｒ=1．5 Rm=1。５＊0.839=1。26 ∴S＝（R+1）＊D=2．26D 由：F＋Ｓ＝Ｗ+D ，F＊Ｘｆ ＝　Ｗ＊Xw ＋ D＊Xd有: 79。5７+2。２6Ｄ ＝　D　+ W 79．57*０。3６=D*0。９65+W*0.45％ 得：D=２9。14kmｏl/h W=116。2９ kmol/h 　S＝65．86 kmol/h　 2.理论塔板数的计算 精馏