正戊烷正己烷精馏分离板式塔设计详解.docx

河 西 学 院 Hexi University 化工原理课程设计 题 目: 正戊烷正己烷精馏分离板式塔设计 学 院: 化学化工学院 专 业: 化学工程与工艺 学 号: 2014210032 姓 名: 杨鹏岳 指导教师: 王兴鹏 2016年11月20日 化工原理课程设计任务书 一、设计题目 正戊烷－正己烷混合液筛板(浮阀)精馏塔设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力（进料量） 80000 吨/年 操作周期 7200 小时/年 进料组成 40% （正戊烷质量分率） 塔顶产品组成 ≥98.5% （正戊烷质量分率） 塔底产品组成 ≥98% （正己烷质量分率） 2.操作条件 料液初温 20℃ 操作压力 塔顶4 kpa（表压） 单板压降 ≦0.7kPa 冷却水温度 20℃ 饱和水蒸汽压力 0.25Mpa(表压) 3.设备型式 筛板(浮阀)塔 4.厂址 珠海（压力：1atm ） 三、设计内容 1.设计方案的选择及流程说明 2.塔的工艺计算 3.主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4.辅助设备选型与计算 5.设计结果汇总 6.工艺流程图及精馏工艺条件 7.设计评述  目 录 1 设计方案的确定 1 1.1 概述 1 1.2 设计方案确定原则 1 1.3 设计方案内容 2 1.3.1 操作压力 2 1.3.2 加热方式 2 1.3.3 进料状态 2 1.3.4 板式塔的常用塔型及其选用 3 1.3.4 回流比 4 1.3.5 热能利用 4 2 精馏塔的工艺设计计算 4 2.1 设计任务和条件 4 2.1.1 设计任务 4 2.1.2 操作条件 5 2.2 工艺计算 5 2.2.1 精馏塔的物料衡算 5 2.3 塔板数的确定 6 2.3.1 理论层数NT的确定 6 2.3.2 最小回流比的计算 6 2.4 操作线方程 7 2.4.1 图解法求理论板层数 7 2.5 实际板数的计算 8 3 工艺条件及有关物性的计算 9 3.1 操作压力 9 3.2 操作温度 9 3.3 平均摩尔质量 9 3.3.1 塔顶汽液混合物平均摩尔质 9 3.3.2 进料板汽、液混合物平均摩尔质量 9 3.3.3 塔底汽液混合物平均摩尔质量 9 3.3.4 精馏段汽、液混合物平均摩尔质量 10 3.3.5 提馏段汽、液混合物 10 3.4 平均密度 10 3.4.1 气相平均密度 10 3.4.2 液相平均密度 10 3.5 液相平均表面张力 11 4 精馏塔工艺尺寸计算 13 4.1 塔径的计算 13 4.2 精馏塔有效高度的计算 15 4.3 溢流装置计算 15 4.3.1 堰长 15 4.3.2 溢流堰高度 15 4.3.3 弓形降液管的宽度和横截面的计算 16 4.3.4 降液管底隙高度 17 4.3.5 塔板布置及筛孔数目的计算 17 4.3.6 边缘区宽度确定 17 4.3.7 开孔面积的计算 17 4.3.8 筛孔计算及其排列 18 5 筛板的流体力学验算 18 5.1 塔板压降 18 5.1.1 精馏段 18 5.2 气体通过液层的阻力计算 19 5.3 液体表面张力的阻力计算 19 5.4 液面落差 20 5.5 液沫夹带 20 5.6 漏液 20 5.7 液泛验算 20 6 塔板负荷性能图 21 6.1 漏液线 21 6.2 液沫夹带 22 6.3 液相负荷下限线 24 6.4 液相负荷上限线 24 6.5 液泛线 25 7 塔附件设计 27 7.1 接管——进料管 27 7.2 筒体与封头 27 7.2.1 筒体 27 7.2.2 封头 28 7.3 人孔 28 7.4 裙座 28 7.5 塔釜料液排出管管径 28 7.6 回流管管径 28 7.7 塔顶蒸汽出料管 29 7.8 塔底进气管 29 7.9 法兰 29 8 设计一览表 29 设计评述 31 参考文献 31 致谢 32 正戊烷－正己烷混合液筛板(浮阀)精馏塔设计 杨鹏岳 摘要：本设计任务为分离正戊烷一正己烷二元混合物，通过图解法计算得出理论板数为13块，取回流比为1.5，算出全塔效率为0.4263，实际板数为31块，进料位置为第13块塔板，在浮阀塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1.6米，塔高20.525米，通过流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。 关键字 正戊