化工原理课程设计-(筛板)模板

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1、苯－甲苯（苯－氯苯）二元体系筛板精馏塔设计1前言（每人不能相同）1.1设计目的/意义1.2塔设备简介2设计说明书2.1流程简介图1-1精馏过程流程图2.2工艺参数选择113工艺计算3.1物料衡算F=D+WFXF=DXD+WXWDXD/FXF=η得：D=Kmol/hW=Kmol/hXW=3.2理论塔板数的计算3.2.1查找各体系的汽液相平衡数据苯－甲苯气液相平衡见《化工原理》P483附表20（2）苯－氯苯汽液相平衡数据见附录3.2.2平衡线方程：理想体系：计算每一点的α，取平均值平衡线方程：y=αx/[1+(α-1)x]非理想体系¯分段计算平均α¯用作图法3.2.3q线方程l泡

2、点进料：q=1l16℃进料：查物性数据：（查物理化学手册或化工原理附录）易挥发组分比热c1＝kJ/kgK难挥发组分比热c2＝kJ/kgK易挥发组分汽化潜热r1＝kJ/kgK难挥发组分汽化潜热r2＝kJ/kgK进料温度t1＝℃进料组成对应的泡点温度t2＝℃（根据进料组成查平衡数据）∴平均r=zfr1*分子量M轻组分+(1-zf)r2*分子量M重组分=kJ/mol平均cp=zfc1*分子量M轻组分+(1-zf)c2*分子量M重组分=kJ/KmolKq=（参考p310习题11）计算q线方程：3.2.4回流比取R=（1.1-1.8）Rmin最小回流比Rmin＝回流比R=3.2.5操作

3、线方程精馏段操作线方程为:提馏段操作线方程为:3.2.6理论板数的计算（逐板计算或作图法）精馏段理论板数=，第块为进料板提馏段=总理论板数NT=113.3实际塔板数的计算3.3.1全塔效率ET由O’connel关联图查得全塔效率ET，见《化工原理》P347，图8-32平均粘度的计算：各组分在平均塔温下的粘度线性加和得到μav=μ1xF1+μ2（1－xF1）3.3.2实际板数NENE=NT/ET表3-1塔内气液流率汇总气相流率（kmol/h）液相流率（kmol/h）精馏段提馏段3.4热量衡算3.4.1预热器的热量衡算3.4.2塔顶冷凝器热量衡算3.4.3塔底再沸器热量衡算4塔的

4、结构计算板式塔主要尺寸的设计计算，包括塔高、塔径的设计计算，板上液流形式的选择、溢流装置的设计，塔板布置、气体通道的设计等工艺计算。板式塔为逐级接触式的气液传质设备，沿塔方向，每层板的组成、温度、压力都不同。设计时，分别计算精馏段、提馏段平均条件下的参数作为设计依据，以此确定塔的尺寸，然后再作适当调整，但应尽量保持塔径相同，以便于加工制造4.1混合组分的平均物性参数的计算4.1.1平均分子量的计算（1）塔顶的平均分子量（x1为与y1=XD平衡的液相组成）MVDM=XD×M轻组分+（1－XD）×M重组分MLDM=x1×M轻组分+（1－x1）×M重组分（2）进料板的平均分子量进料

5、板对应的组成Xn和yn(进料板对应的组成由逐板计算得到，n值各人不同)]MVFM=yn×M轻组分+（1－yn）×M重组分MLFM=Xn×M轻组分+（1－Xn）×M重组分（3）塔底的平均分子量（yw为与xw平衡的气相组成）MVWM=yw×M轻组分+（1－yw）×M重组分MLWM=xw×M轻组分+（1－xw）×M重组分（4）精馏段、提馏段的平均分子量精馏段平均分子量MLM=(MLDM+MLFM)/2=MVM=(MVDM+MVFM)/2=提馏段平均分子量M’LM=(MLWM+MLFM)/2=M’VM=(MVWM+MVFM)/2=4.2.2平均密度的计算11（1）液相平均密度查物性数

6、据：易挥发组分密度ρ1＝Kg/m3难挥发组分密度ρ2＝Kg/m3塔顶易挥发组分质量百分比a1＝（将XD换算成质量分率）进料易挥发组分质量百分比a2＝（将Xn换算成质量分率）塔底易挥发组分质量百分比a3＝（将Xw换算成质量分率）塔顶液相密度：ρLD＝1/[a1/ρ1+(1-a1)/ρ2]=Kg/m3进料液相密度：ρLF＝1/[a2/ρ1+(1-a2)/ρ2]=Kg/m3塔底液相密度：ρLW＝1/[a3/ρ1+(1-a3)/ρ2]=Kg/m3精馏段的平均液相密度：ρLM＝(ρLD+ρLF)/2=Kg/m3提馏段的平均液相密度：ρ’LM＝(ρLF+ρLW)/2=Kg/m3（2）汽相

7、平均密度根据塔顶组成查平衡数据计算塔顶温度TD=℃根据进料板组成查平衡数据计算进料板温度TF＝℃根据塔底组成查平衡数据计算塔底温度TW＝℃精馏段：TM=（TF+TD）/2=ρVM＝PMV/RTM=Kg/m3提馏段：T’M=（TF+TW）/2=ρ’VM＝PM’V/RT’M=Kg/m3表4-1塔内气液流率汇总气相流率（m3/h）液相流率（m3/h）精馏段提馏段4.2塔高的计算①板式塔的有效高度是指安装塔板部分的高度，可按下式计算：式中Z——塔的有效高度，m；ET——全塔总板效率；NT——塔内所需的理论板层数