处理量为250Ta的二硫化碳和四氯化碳精馏塔工艺设计稿23093074.docVIP

课程设计报告 《处理量为250T/a的二硫化碳和四氯化碳精馏塔工艺设计》 专 业： 化学工程与工艺 单 位 河南科技学院 班 级： 化工103班 【精馏塔设计任务书】 一 设计题目 精馏塔及其主要附属设备设计 二 工艺条件 产品组成：馏出液 97%的二硫化碳，釜液5%的二硫化碳 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点进料； 加热方式：直接蒸汽加热 回流比： 1.8 工作时间：每年工作300天，每天工作24小时 三 设计内容 1 2 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 四 设计结果总汇 参考文献流程的设计及说明 二硫化碳 76 46.5 1.260 1.595 四氯化碳 154 76.8 表2 液体的表面加力 (单位:mN/m) 温度℃ 46.5 58 76.5 二硫化碳 28.5 26.8 24.5 四氯化碳 23.6 22.2 20.2 表3 常压下的二硫化碳和四氯化碳的气液平衡数据 液相中二硫化碳摩尔分率x 气相中二硫化碳摩尔分率y 液相中二硫化碳摩尔分率x 气相中二硫化碳摩尔分率y 0 0.0296 0.0615 0.1106 0.1435 0.2580 0 0.0823 0.1555 0.2660 0.3325 0.4950 0.3908 0.5318 0.6630 0.7574 0.8604 1.0 0.6340 0.7470 0.8290 0.8790 0.9320 1.0 【设计计算】 一、精馏流程的确定 二硫化碳和四氯化碳的混合液体经过预热到一定的温度时送入到精馏塔，塔顶上升蒸气采用全凝器冷若冰霜凝后，一部分作为回流，其余的为塔顶产品经冷却后送到贮中，塔釜采用间接蒸气再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。流程图如图1所示。 二、塔的物料衡算 (一)、料液及塔顶塔底产品含二硫化碳的质量分率 （二）、平均分子量 （三）、物料衡算 每小时处理摩尔量 总物料衡算 易挥发组分物料衡算 联立以上三式可得： 三、塔板数的确定 （一）理论板NT的求法 用图解法求理论板 根据二硫化碳和四氯化碳的气液平衡数据作出y-x图,如图2所示 进料热状况参数 q =1 q线方程 图2 二硫化碳、四氯化碳的y-x图及图解理论板 最小回流比及操作回流比R 依公式 取操作回流比 精馏段操作线方程 按常规M,T，在图(1)上作图解得： （不包括塔釜），其中精馏段为7层，提馏段为4层. (二) 全塔效率 塔内的平均温度为60℃,该温度下的平均粘度 故: (三) 实际板数N 精馏段: 提馏段: 四：塔工艺条件及物性数据计算 (一) 操作压强的计算Pm 塔顶压强PD=101.3取每层塔板压降△P=0.7kPa 则： 进料板压强：PF=101.3+170.7=113.2kPa 塔釜压强：Pw=101.3+100.7=108.3kPa 精馏段平均操作压强：Pm==109.5 kPa 提馏段平均操作压强：P′m = =116.8kPa. (二) 操作温度的计算 近似取塔顶温度为47.5℃,进料温度为58℃,塔釜温度为76℃ 精馏段平均温度℃ 提馏段平均温度℃ (三) 平均摩尔质量计算 塔顶摩尔质量的计算：由xD=y1=0.96查平衡曲线,得x1=0.927 ； 进料摩尔质量的计算：由平衡曲线查的： yF=0.582 xF=0.32； ； ； 塔釜摩尔质量的计算：由平衡曲线查的：xW=0.024 =0.0796 精馏段平均摩尔质量： ； ； 提馏段平均摩尔质量： ； ； （四) 平均密度计算：m 1、液相密度： ①塔顶部分 依下式： （为质量分率）；其中=0.941,=0.059； 即：； ②进料板处：由加料板液相组成：由xF=0.32得=0.203； ； ③塔釜处液相组成：由xW=0.024 得=0.0253； ； 故 精馏段平均液相密度： ； 提馏段的平均液相密度：