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设计连续精馏分离装置-分离正戊烷-正己烷-正庚烷混合物

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软件简介

 设计方案简介:
所设计的任务是:设计连续精馏分离装置,分离正戊烷(1)—正己烷(2)—正庚烷(3)混合物。
这是一个多元精馏的过程,在此正戊烷是轻关键组分,正己烷是重关键组分。作出工艺流程简图,设计出初步的分馏方案,决定塔顶、塔底的产品组成。确定流程方案后,利用相平衡关系、物料衡算和热量衡算方程,讨论、分析并计算多元混合物精馏塔的设计。
先确定工艺操作条件。根通过清晰分割法,先运用物料平衡方程计算出塔顶、塔底的产品流量。根据回流罐的温度及饱和液相的泡点方程定出其压力,从而可以推算出塔顶的压力。估计达到分离要求所需得塔板数,从而求出塔底的压力。由塔底的泡点方程、塔顶的露点方程求出各处的温度。由于进料是饱和液相,进料压力取塔的平均压力,应用泡点方程求出其进料温度。由全塔的操作条件定出最小回流比,作~图确定出适宜回流比。确定最少理论板数及理论塔板数,并计算出塔板效率,求出实际塔板数和进料位置。此时根据实际的塔板数对塔的操作温度和操作压力进行校正。进行全塔的能量衡算,计算各处的气、液相流量,从而计算出塔径。
再进行塔的设备设计。确定塔板结构尺寸。再进行塔板结构的设计。选择溢流装置:由计算出的塔径选取标准系列浮阀塔盘。由标准系列确定塔盘的结构参数,进行塔板布置。确定受液盘,初估开孔率,选定浮阀的阀型及阀的尺寸,决定出泪孔大小、数目及位置,最后作塔板布置的草图。然后做塔板水力学计算,计算塔板压力降,用泛点率核算雾沫夹带量,计算降液管内液面高度,确保不会发生淹塔。漏液检验,以确保不会发生过量泄载。计算降液管内液体停留时间和流速。作出塔板负荷性能图,确定操作弹性是否符合浮阀塔板的操作弹性。接着设计塔体结构。根据塔内的操作温度及压力,选取筒体的材料和壁厚。确定封头型式、材料和尺寸,确定人孔数目、位置和规格。确定塔的高度,裙座的型式、开孔及尺寸。根据各接管内的流速,确定各接管的直径。再选用塔辅助设备,选定并核算冷凝器、再沸器、回流泵。
最后将上述各项计算结果进行汇总。填上工艺计算结果汇总表和设备计算结果汇总表。
工 艺 流 程 简 图


第一章 精馏塔的工艺计算
§1.1物料横算
先假设为清晰分割,正戊烷(1)为轻关键组分,正己烷(2)为重关键组分。
则 总物料衡算:
各组分物料衡算:

所以

故 代入各个数据得:
,,
, 。
解得:

所以 :

故 可认为计算较合理

将所算数值列于物料衡算表中:
组分 进料 塔顶 塔底  
kmol/h kmol/h kmol/h
正戊烷 37.977 0.30 37.0944 0.96 08795 0.01
正己烷 50.636 0.40 1.5456 0.04 49.0937 0.5582
正庚烷 37.977 0.30 0 0 37.9768 0.4318
合计 126.59 1 38.64 1 87.95 1
§1.2操作压力和温度的确定
1、回流罐的压力和温度:
一般塔顶冷凝液与冷却介质之间的传热温差为,取: ,冷却剂温度 ,则: 。
用泡点方程:设 查相平衡常数图得:
则:。
故,符合要求,说明。
2、塔顶的压力和温度:
塔顶管线及冷凝器的阻力可以近似取作0.01~0.02MPa则 :,

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