化工原理課程設(shè)計(jì)：利用浮閥塔分離正戊烷與正己烷的工藝設(shè)計(jì)

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1、安徽理工大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)安徽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：化工原理課程設(shè)計(jì)學(xué)院、系：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：過程裝備與控制工程11-2學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：李雪斌成績(jī)：2013年12月23日25安徽理工大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書（一）設(shè)計(jì)題目:利用浮閥塔分離正戊烷與正己烷的工藝設(shè)計(jì)分離要求：試設(shè)計(jì)一座正戊烷—正己烷連續(xù)精餾浮閥塔，要求年產(chǎn)純度98%的正己烷4.0萬噸，塔頂餾出液中含正己烷不得高于2%，塔底釜液含正己烷不低于98%，原料液中含正戊烷60%（以上均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。（二）操作條件：塔頂壓力：4kPa（表壓）進(jìn)料狀態(tài)：泡點(diǎn)進(jìn)料回流比：1.4Rmin塔釜加

2、熱蒸汽壓力：0.5MPa（表壓）單板的壓降：0.7kPa全塔效率：52%（3）塔板類型：浮閥塔板（F1型)（4）工作日：330天/年（一年中有一個(gè)月檢修）（5）廠址：淮南地區(qū)（六）設(shè)計(jì)內(nèi)容①精餾塔的物料衡算②塔板數(shù)的確定③精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算④塔體工藝條件尺寸⑤塔板負(fù)荷性能圖25安徽理工大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)目錄第1章序言3第2章精餾塔的物料衡算62.1.物料衡算62.2.常壓下正戊烷—正己烷氣、液平衡組成與溫度的關(guān)系7第3章塔板數(shù)的確定83.1.理論板數(shù)的確定83.2.實(shí)際板數(shù)的確定9第4章精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)94.1.操作壓力的計(jì)算94.

3、2.密度的計(jì)算104.3.表面張力的計(jì)算114.4.混合物的粘度124.5.相對(duì)揮發(fā)度12第5章塔體工藝條件尺寸135.1.氣、液相體積流量計(jì)算135.2.塔徑的初步設(shè)計(jì)145.3.溢流裝置165.4.塔板布置及浮閥數(shù)目與排列17第6章塔板負(fù)荷性能圖206.1.物沫夾帶線206.2.液泛線216.3.液相負(fù)荷上限226.4.漏液線226.5.液相負(fù)荷下限23第7章結(jié)束語2425安徽理工大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)25安徽理工大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)正戊烷—正己烷連續(xù)精餾浮閥塔的設(shè)計(jì)第1章序言精餾是分離液體混合物，一種利用回流使液體混合物得到高度分離的蒸餾方法，是工業(yè)上應(yīng)用最廣的

4、液體混合物分離操作，廣泛應(yīng)用與石油、化工、輕工、食品、冶金等部門。精餾過程在能量劑的驅(qū)動(dòng)下，使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分揮發(fā)度不同，使揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分分離。該過程是同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過程。精餾塔分為板式塔填料塔兩大類。板式塔又有篩板塔、泡罩塔、浮閥塔等。本次設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)雙組份連續(xù)精餾浮閥塔，實(shí)現(xiàn)從正戊烷、正己烷的混合溶液中分離出一定純度的正己烷。本次設(shè)計(jì)選用浮閥塔。本次設(shè)計(jì)基本流程：原料液（正戊烷、正己烷混合液，泡點(diǎn)進(jìn)料），經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱達(dá)到指定溫度后，送入精餾塔的進(jìn)料板上，進(jìn)料中的

5、液體和上塔段下來的液體逐板溢流，最后流入塔底再沸器中，經(jīng)過再沸器得到汽化，蒸汽沿塔上升，余下的液體作為塔底產(chǎn)品。進(jìn)料中的蒸汽和下塔段來的蒸汽一起沿塔逐板上升，上升的蒸汽進(jìn)入冷凝器，部分蒸汽得到冷凝返回塔頂，其余鎦出液作為塔頂產(chǎn)品。在整個(gè)精餾塔中，氣液兩相逆流接觸，進(jìn)行相互傳質(zhì)。液相中的易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相，汽相中的難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相。在每層板上，回流液與上升蒸氣互相接觸，進(jìn)行使熱和使質(zhì)過程。操作時(shí)，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（斧殘液），部分液體氣化，產(chǎn)生生升蒸氣，依次通過各層塔板。塔頂蒸氣進(jìn)入冷凝器中被全部冷凝，并將部分冷凝液送回塔頂作為回流液體，其余部分

6、經(jīng)冷卻器冷卻后被送出作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是物料衡算、塔板數(shù)的確定、精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算、塔板負(fù)荷性能圖和生產(chǎn)工藝流程圖。25安徽理工大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)精餾塔工藝流程圖25安徽理工大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表1.組分的飽和蒸汽壓Pio(mmHg)溫度（℃）36.140455055606568.7Pio正戊烷101.33115.62136.05159.16185.18214.35246.89273.28正己烷31.9837.2645.0254.0564.6676.3689.96101.33x10.820.620.450.310.1

7、80.070y10.930.830.710.570.380.170表2.組分的液相密度ρ（kg/m3）溫度（℃）20406080100ρ正戊烷626.2605.5583.7560.3535.0正戊烷657.2638.9620600.2579.3表3.表面張力()溫度（℃）020406080100正戊烷18.2016.0013.8511.769.7197.752正己烷20.1018.0215.9913.2312.0610.18表4.混合物的粘度（mpa.s）溫度（℃）0255075100正戊烷6.236.807.377.968.50正己烷6.006.547.107