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1、过程工艺与设备课程设计 丙烯丙烷精馏塔设计班 级 ：09级高分子1班姓 名 ：赵健 学 好 ：20092412844指导老师：刘诗丽设计日期：2012-2-20至2012-2-29 目录前言第一章 ：任务书第二章 ：数据求算过程第三章 ：溢流装置的设计第四章 ：塔盘布置 第五章 ：塔盘流动性能的校核第六章 ：负荷性能图 前 言 本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案等内容。 说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。 鉴于本人经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正。 感谢老师的指导和参阅！第一
2、章：任务书设计条件1、工艺条件： 饱和液体进料 ；进料丙烯含量（摩尔百分数）xf65 ； 塔顶丙烯含量xD98； 釜液丙烯含量xw2 ； 总板效率为0.6；2、操作条件 ： 塔顶操作压力为1.62MPa(表压)；3、其他条件 ： 塔设计位置在塔顶 ； 踏板形式为筛板 ； 处理量90Kmol/h ； 回流比系R/Rmin=1.6； 用3#图纸绘制带控制点的工艺流程图及精馏塔工艺条件图；4、 物性数据：定性温度T取塔顶温度TD=316.1K，塔底温度T2=325.23K的平均温度320.65K，液相密度表面张力丙烯474.84.76丙烷460.924.75气相密度表面张力丙烯31丙烷32.1液相密
3、度气相密度液相表面张力：第二章 ：数据求算过程：1、的确定： 假设塔顶温度为316.1K，压力为1.62MPa（表压），则根据“烃类的p-T-K图”可知，1721.33/101.33 的压力下，=1.08，所以 假设塔底温度为325.23K，压力为1.76MPa（表压），则根据“烃类的p-T-K图”可知，在，1861.33/101.33的压力下，所以 所以 2、R的确定：R/Rmin=1.8 又 是q线与平衡线的交点坐标，因为是 饱和液体进料 ，q=1， 所以q线方程为, 平衡线方程为 联立可得 =0.65， =0.679；所以；所以 R=1.8Rmin =1.810.38=18.68 因此可
4、以确定精馏段方程为：提留段的方程：因为q=1,所以 其中 ，所以 =3、塔板的计算：(1) 利用编程计算： 已知平衡方程 精馏段方程 提馏段方程=1.03Xm-0.000528根据程序运算所需理论塔板数：程序如下：#include#includeint main ()float x,y,f,R,a;int i=1;scanf(%f%f%f,&a,&R,&f);x=0.98/(a-(a-1)*0.98);while(x0.65)y=(R*x)/(R+1)+0.98/(R+1);x=y/(a-(a-1)*y);i+; printf (进料板为第%d块,i); while(x0.02)y=(R+f)
5、*x/(R+1)-(f-1)*0.02/(R+1); x=y/(a-(a-1)*y);i+;printf(n);printf (理论塔板数为%d块,i);运行后可知结果：进料板为第39块； 总的理论塔板数为85块；又已知总板效率为0.6；所以 实际塔板数为85/0.6=142；（2） 利用吉利兰关联图估算理论塔板数：已知R=18.68；Rmin=10.38则由吉利兰关联图可查得：又已知=1.10 ； =1.17；所以 又 代入数据可得： =61 所以N=88； 则实际塔板数为88/0.6=147块；两种方法计算的塔板数相差不到5块，所以数据基本准确。4、塔径的计算：已知qnF=90Kmol/h
6、,xD=98%;； xF=65 ；对全塔进行物料衡 qnD+qnW=qnF qnDxD+qnWxw=qnFxF 带入数据计算可得：qnD=59.06 Kmol/h ； qnW = 30.94 Kmol/h 气相流量=59.06 Kmol/h =2480.52kg/h=79.96/h液相流量=30.94 Kmol/h=1361.36kg/h=2.87/h两相流动参数初选塔板间距=0.45m 可得C20=0.07因此气体负荷因子液泛气速取泛点率为0.8，则操作气速所需气体流量截面积取，则， 故At=0.5/0.93=0.538塔径5、 塔高的计算：实际塔板数142块，初选踏板间距0.45m,则塔高
7、Z=142*0.45=63.9m；进料处两板间距增大为0.9m,设置20个入孔，入孔处两板间距增大为0.8m；待添加的隐藏文字内容3群座取5m,塔顶空间高度1.5m，釜液上方气液分离高度取4m；设釜液停留时间为30min,所以釜液高度：Hw=30*60*4*qv/()=1800*4*0.3211/460/3.14/=2.33m所以总塔高h=63.9+0.9-0.45+5+1.5+4+2.33+20*(0.8-0.45)=84m6、数据汇总：名称数值实际塔板数N142理论塔板数Nt85进料板位置Nf39回流比R18.68相对挥发度1.14塔顶产品量qnd,Kmol/h59.06塔底产品量qnw,
8、Kmol/h30.94塔顶温度tbd,C43.1塔底温度tbw,C52.23塔顶压力Pd,MPa1.62（表）塔底压力Pw,MPa1.76（表）塔径m0.828m塔高m84m第三章 ：溢流装置的设计 1、降液管： 由以上计算可得，降液管截面积Ad=AT*0.12=0.3052 由Ad/AT=0.12，可查图得，Lw/D=0.68;Bd/D=0.14;所以，堰长Lw=0.68D=1.224m;堰宽Bd=0.14D=0.252m;降液管面积=0.30522、 溢流堰： 溢流强度：qvl*h/lw=0.0206*3600/1.224=60.59(100-130) 合格收缩系数E近似为1，所以，合适。
9、取堰高hw=0.04m;3、 受液盘和底隙： 取平行受液盘，底隙hb取0.05m;液体流经底隙的流速， 合适；第四章 ：塔盘布置：1、有效传质面积：取进、出口安定区宽度；边缘宽度根据，由化工原理图10.2.23可查得，故降液管宽度由故，有效传质区面积 2、筛孔个数： 取筛孔直径，筛孔中心距则开孔率故，筛孔总截面积筛孔气速筛孔个数（个） 第五章 ：塔盘流动性能的校核 、液沫夹带量由和泛点率0.6243，查化工原理图10.2.27得，则kg液体/kg气体 0.1kg液体/kg气体，符合要求。 、塔板阻力由式，式中，根据查化工原理图10.2.28 得，故，液柱由气体动能因子查化工原理图10.2.29
10、得塔板上液层的充气系数，故，液柱液柱故，液柱 、降液管液泛校核由，取，又液柱则取降液管中泡沫层的相对密度（书244）则，故不会产生液泛 、液体在降液管中的停留时间，满足要求 、严重漏液校核，满足稳定性要求并可求得漏液点气速各项校核均满足要求，故所设计筛板塔可用。第六章 ：负荷性能图参考书1.化工单元过程及设备课程设计，匡国柱、史启才主编，化学工业出版社，2002年。2.化工物性算图手册，刘光启、马连缃、刘杰主编，化学工业出版社，2002年。3.化工原理（下册）,大连理工大学编,高等教育出版社,2002年4、化学化工物性数据手册（有机卷），刘光启、马连湘、刘杰主编，化学工业出版社，2002年。5、石油化工基础数据手册，卢焕章，刘光启、马连湘、刘杰主编,化学工业出版社，1982年。6、石油化工基础数据手册（续篇），马沛生，化学工业出版社，1993年。7、石油化工设计手册，王松汉，化学工业出版社，2002年。
