化工原理课程设计书_正文
化工原理课程设计书

化工原理课程设计书一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握化工原理的基本概念、基本理论和基本方法,培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解化工原理的基本概念和基本原理。
(2)掌握化工过程的基本计算方法和基本操作技能。
(3)熟悉化工设备的设计和操作原理。
2.技能目标:(1)能够运用化工原理解决实际问题。
(2)具备化工设备操作和维护的能力。
(3)能够进行简单的化工过程设计和优化。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对化工行业的兴趣和热情。
(2)增强学生对化工安全意识和环保意识的认知。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.化工原理基本概念和基本原理:包括化工过程的基本类型、化工过程的平衡与速率、化工热力学、化工动力学等。
2.化工过程计算:包括流体力学、传质、传热等基本计算方法。
3.化工设备设计与操作:包括反应器设计、蒸馏塔设计、膜分离装置设计等。
4.化工过程设计与优化:包括工艺流程设计、设备选型、操作条件优化等。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学,包括:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握化工原理的基本概念、基本理论和基本方法。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解化工原理在实际工程中的应用。
3.实验法:通过实验操作,使学生掌握化工设备的操作方法和实验技能。
4.讨论法:通过分组讨论,培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:《化工原理》。
2.参考书:相关化工原理的教材和学术著作。
3.多媒体资料:化工原理教学课件、视频资料等。
4.实验设备:流体力学、传质、传热等实验装置。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用多种评估方式相结合的方法。
评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等环节,评估学生的学习态度和课堂表现。
化工原理知识课程设计

化工原理知识课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握化工原理的基本概念,如流体力学、热力学、传质和反应工程等;2. 引导学生了解化工过程中常见单元操作及其原理,如蒸馏、吸收、萃取等;3. 帮助学生理解化学工程在国民经济发展中的作用,培养他们对化工行业的兴趣。
技能目标:1. 培养学生运用化工原理分析和解决实际问题的能力;2. 提高学生运用数学和物理知识解决化工过程中相关问题的能力;3. 培养学生查阅化工文献、资料,了解化工行业发展趋势的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱化工专业,树立为化工事业贡献力量的信念;2. 增强学生的环保意识,让他们认识到化学工程在环境保护中的责任和使命;3. 培养学生的团队协作精神,提高他们在实际工作中的沟通与协作能力。
课程性质:本课程为专业基础课,旨在为学生奠定扎实的化工原理知识基础,为后续专业课程学习打下坚实基础。
学生特点:学生处于高中阶段,具有一定的数学、物理和化学基础,思维活跃,求知欲强。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生运用知识解决实际问题的能力。
在教学过程中,关注学生的情感态度价值观培养,激发他们的学习兴趣和责任感。
通过具体的学习成果分解,使教学设计和评估更具针对性。
二、教学内容1. 流体力学基础:流体静力学、流体动力学、流体阻力、流体输送设备原理及计算;2. 热力学基础:热力学第一定律、热力学第二定律、热力学循环、热量传递方式及设备;3. 传质过程:质量传递原理、分子扩散、对流传质、传质设备及应用;4. 反应工程基础:化学反应动力学、反应器设计、反应条件优化;5. 单元操作:蒸馏、吸收、萃取、吸附、离子交换等操作原理及设备;6. 化工工艺:典型化工工艺流程分析、工艺参数优化、设备选型及操作;7. 化工设备:常见化工设备结构、原理、材料及强度计算;8. 化工安全与环保:化工生产过程中的安全措施、环境保护及三废处理。
教学内容安排和进度:第一周:流体力学基础;第二周:热力学基础;第三周:传质过程;第四周:反应工程基础;第五周:单元操作(蒸馏、吸收);第六周:单元操作(萃取、吸附);第七周:化工工艺;第八周:化工设备;第九周:化工安全与环保。
化工原理课程设计课程设计

化工原理课程设计课程背景化工原理是化学工程中的基础课程之一,其涵盖了诸如热力学、传质和反应工程等基本概念。
本科生需要在本课程中学会运用这些基本概念解决工程问题,并开展一些基本的实验设计和模拟计算。
该课程设计旨在加深化工原理课程的理论学习,并提高学生的实际操作能力。
课程目标本课程设计的目标是让学生在课程的实践中掌握基本的化工原理知识,并运用这些知识解决实际的工业问题。
具体目标有:1.学习掌握热力学的基本概念和计算方法。
2.学习掌握传质过程的基本方程和物理资料的估算方法。
3.学习掌握反应工程的基本概念和反应机理的分析方法。
4.在实践课程中,学生需要掌握实验操作和实验数据的处理方法,以及模拟计算工具的使用。
课程内容该课程设计将分为以下几个部分:实验部分学生将进行基于传统的物理化学实验,质量传递、热力学、反应工程等实验设计,并通过实验数据分析和处理来确定已学习的基本概念和知识。
一些例子包括:•燃烧烷基气体的热力学变化。
•分析盐水蒸汽-液体传质的影响因素。
•合成醇酸的相变反应工程。
•模拟火箭推进器的性能和热效应。
在此过程中,学生将掌握实验设计的基本技能,并学习如何使用化学试剂和设备进行实验操作。
另外,还将学习数据采集、处理和分析的数据分析方法。
模拟部分该部分旨在教授学生如何运用现代计算机技术模拟基本化工过程。
具体而言,学生将使用Petrosim (或者其他模拟计算工具)软件来模拟各种化学过程,包括:•含有减压操作的多物质流体化反应器。
•用于石油提炼的不同精炼工艺的流程模拟。
在模拟的过程中,学生将学习理解物理过程、建立适当的模型、配置计算软件,并分析和评估模拟结果的有效性。
成果要求每位学生必须提交一份完整的课程设计报告,包括:1.实验部分的实验设计和数据分析,同时要展示自己对实验操作和数据分析的独立能力。
2.模拟部分的模拟计算过程与结果,展示自己对计算机模拟技术的掌握和理解能力。
3.论文应在规定的截止日期前提交,格式和结构必须规范,课程须按时完成。
化工原理课程设计说明书完结版

一绪论1.1中英文摘要中文摘要:精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作, 利用液相混合物中各相分挥发度的不同,使挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移。
实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔,用以实现甲醇—水的二元理想物系的分离。
本设计说明书以通过物料衡算,热量衡算,工艺计算,结构设计和校核等一系列工作来设计一个具有可行性的合理的筛板塔。
关键词:精馏塔筛板塔水甲醇理想物系最小回流比Abstract:Separation of distillation is the most commonly used liquidmixture of a unit operation, using liquid mixture of all the different point s of the volatile, volatile components from liquid to gas transfer, difficult volatile components from gas to liquid transfer. Mixture of raw materials t o achieve the various components of the separation process is at the sa me time heat and mass transfer process. The design of certain tasks for the design handling capacity of the distillation column for the realization of water-Methanol of the dual ideals of the separation. The design speci fication through the material balance, energy balance, technology, structur al design and verification and a series of work to design a reasonable p ossibility of the sieve tower.Keywords:Distillation Sieve tower water MethanolIdeals of the Department of Than the minimum returnwater-Methano摘要本文通过设计筛板精馏塔达到分离甲醇-水二元混合物,需要满足年处理量30000吨,原料中甲醇含量50%,塔顶产品要求含甲醇不低于99%,塔底甲醇含量不高于1%,常压操作,泡点进料。
化工原理课程设计说明书模板

化工原理课程设计说明书模板一、课程背景化工原理是化学工程专业的一门基础课程,是学生打下化工理论基础的重要课程之一。
本课程旨在系统地介绍化工原理的基本理论和应用,帮助学生建立化工原理的相关知识体系,为日后的专业学习和工作打下坚实的理论基础。
二、课程目标1.理解化工原理的基本概念和原理;2.掌握化工原理的基本计算方法和理论模型;3.能够应用化工原理的知识解决实际工程问题;4.培养学生的创新能力和实践能力。
三、课程内容1.化工原理的基本概念a.化工原理的定义和基本概念b.化工原理的基本原理和规律c.化工原理的相关学科和领域2.物质的结构与性质a.物质的基本结构和性质b.物质的相态变化与热力学c.物质的组成与性质的关系3.热力学基础a.热力学基本定律和概念b.热力学过程的基本方程和计算方法c.热力学的应用和工程实践4.化工原理的传质与分离a.传质的基本概念和理论b.分离过程的基本原理和方法c.分离设备的设计和应用5.反应工程基础a.化学反应的基本原理和动力学b.反应器的类型和设计原则c.反应工艺的应用和优化6.流体力学基础a.流体的基本性质和流动规律b.流体的流动类型和应用c.流体力学在化工领域的应用四、教学方法1.理论讲授:通过讲授化工原理的基本概念、理论和计算方法,帮助学生建立起扎实的理论基础。
2.课堂互动:鼓励学生积极参与课堂讨论和提问,促进学生对化工原理的深入理解。
3.实践教学:引导学生参与化工实验和工程设计,培养学生的实践能力和创新意识。
的综合分析和表达能力。
五、课程评估1.平时表现:包括课堂参与情况、作业完成情况等。
2.中期考试:包括对化工原理基本概念和计算方法的考核。
3.期末考试:总结对整门课程的掌握情况,包括理论知识和应用能力的考核。
六、教材1. 《化工原理导论》,作者:王明华,出版社:化学工业出版社2. 《化工原理》,作者:张三,出版社:化学出版社七、课程作业1.每周布置相关的课后习题,加强学生对专业知识的理解和掌握。
化工原理课程设计设计书

化工原理课程设计设计书一、教学目标本课程旨在让学生掌握化工原理的基本概念、理论和方法,培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解化工原理的基本概念和原理;(2)掌握化工流程图的绘制和分析方法;(3)熟悉化工单元操作的基本原理和计算方法;(4)了解化工工艺流程和设备选型。
2.技能目标:(1)能够运用化工原理解决实际问题;(2)具备化工流程图的绘制和分析能力;(3)能独立完成化工单元操作的计算和设计;(4)具备一定的化工工艺流程设计和设备选型能力。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对化工行业的兴趣和热情;(2)增强学生的创新意识和团队协作精神;(3)培养学生遵守纪律、严谨治学的学术态度。
二、教学内容本课程主要内容包括化工原理的基本概念、理论和方法,以及化工单元操作和工艺流程。
具体安排如下:1.化工原理的基本概念和原理:主要包括化工过程的基本特点、化工流程图的绘制和分析方法。
2.化工单元操作:包括流体流动、压力容器、传热、传质、反应工程等基本操作原理和计算方法。
3.化工工艺流程和设备选型:主要包括工艺流程的设计原则、设备选型依据和实例分析。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解基本概念、原理和方法,引导学生掌握化工原理的核心内容。
2.案例分析法:通过分析实际案例,培养学生运用化工原理解决实际问题的能力。
3.实验法:进行化工单元操作的实验,让学生亲身体验和理解化工原理。
4.讨论法:学生分组讨论,培养学生的团队协作能力和创新思维。
四、教学资源1.教材:选用权威、实用的化工原理教材,为学生提供系统、全面的学习资源。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等多媒体资料,提高课堂教学效果。
4.实验设备:配备齐全的实验设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程采用多元化的评估方式,全面客观地评价学生的学习成果。
化工原理课程设计完整版

————大学化工原理课程设计说明书专业:班级:学生姓名:学生学号:指导教师:提交时间:成绩:化工原理课程设计任务书专业班级设计人一、设计题目分离乙醇-水混合液(混合气)的填料精馏塔二、设计数据及条件生产能力:年处理乙醇-水混合液(混合气):0.7 万吨(开工率300天/年);原料:乙醇含量为40 %(质量百分率,下同)的常温液体(气体);分离要求:塔顶乙醇含量不低于(不高于)93 %;塔底乙醇含量不高于(不低于)0.3 %。
建厂地址:沈阳三、设计要求(一)编制一份设计说明书,主要内容包括:1、前言;2、流程的确定和说明(附流程简图);3、生产条件的确定和说明;4、精馏(吸收)塔的设计计算;5、附属设备的选型和计算;6、设计结果列表;7、设计结果的讨论与说明;8、注明参考和使用的设计资料;9、结束语。
(二)绘制一个带控制点的工艺流程图(2#图)(三)绘制精馏(吸收)塔的工艺条件图(坐标纸)四、设计日期:2012 年03 月07 日至2012 年03 月18 日目录前言 (1)第一章流程确定和说明 (2)1.1加料方式的确定 (2)1.2进料状况的确定 (2)1.3冷凝方式的确定 (2)1.4回流方式的确定 (3)1.5加热方式的确定 (3)1.6再沸器型式的确定 (3)第二章精馏塔设计计算 (4)2.1操作条件与基础数据 (4)2.1.1操作压力 (4)2.1.2气液平衡关系与平衡数据 (4)2.1.3回流比 (4)2.2精馏塔工艺计算 (5)2.2.1物料衡算 (5)2.2.2 热量衡算 (9)2.2.3理论塔板数的计算 (12)2.2.4实际塔板数的计算 (13)2.3精馏塔主要尺寸的设计计算 (15)2.3.1塔和塔板设计的主要依据和条件 (15)2.3.2. 塔体工艺尺寸的计算 (18)2.3.3填料层高度的计算 (21)2.3.4填料层压降的计算 (22)2.3.5填料层的分段 (24)第三章附属设备及主要附件的选型计算 (25)3.1冷凝器的选择 (25)3.1.1 冷凝剂的选择 (25)3.2再沸器的选择 (26)3.2.1间接加热蒸气量 (26)3.2.2再沸器加热面积 (26)3.3塔内其他构件 (27)3.3.1 接管的计算与选择 (27)3.3.2 液体分布器 (29)3.3.3 除沫器的选择 (30)3.3.4 液体再分布器 (31)3.3.5填料及支撑板的选择 (31)3.3.6裙座的设计 (31)3.3.7手孔的设计 (32)3.3.8 塔釜设计 (32)3.3.9 塔的顶部空间高度 (32)3.4精馏塔高度计算 (32)第四章设计结果的自我总结和评价 (34)4.1精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 (34)4.2精馏塔主要工艺尺寸 (34)4.3同组数据比较 (35)4.4设计结果的自我总结与评价 (35)附录 (37)一、符号说明 (37)二、不同设计条件下设计结果比较 (38)前言在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中,气液传质设备必不可少。
化工原理课程设计说明书模板

化工原理课程设计说明书模板课程名称:化工原理课程类型:必修课学时安排:36学时一、课程目标本课程的目标是使学生了解化工原理的基本概念和原理,学习化工工艺流程的基本知识和技术,培养学生分析和解决化工问题的能力,为学生今后从事化工工程和科研工作打下坚实的理论基础。
二、教学内容1.化工原理概论本部分将介绍化工原理的基本概念、发展历史和研究领域,引导学生对化工原理有一个整体的认识。
2.物质结构和性质主要介绍物质的基本结构和性质,包括物质的结构与成分、物质的物态变化和物质的性质分类等内容。
3.化工热力学本部分将介绍化工系统的热力学基本原理,包括热力学基本概念、热力学过程和热力学循环等内容。
4.化工动力学本部分将介绍化工系统的动力学基本原理,包括化学反应动力学、传质动力学和热量传递动力学等内容。
5.化工工艺流程主要介绍化工工艺流程的基本知识和技术,包括化工原料的选取和加工、化工设备的设计和运行管理等内容。
6.化工安全与环保本部分将介绍化工生产中的安全与环保知识,包括化工安全管理、化工事故预防和环境污染治理等内容。
7.实验教学本部分将安排一定数量的实验教学课时,学生将进行有关化工原理的实验操作,加强化工原理的理论与实践相结合。
三、教学要求1.熟练掌握化工原理的基本概念和原理,了解化工工艺流程的基本知识和技术。
2.具备运用化工原理知识分析和解决实际问题的能力,具备一定的创新意识和实践能力。
3.具备一定的化工安全与环保意识,了解化工生产中的安全与环保知识,具备一定的事故预防和环境污染治理的知识和技能。
四、教学方法本课程采用讲授、实验教学相结合的教学方法。
在讲授过程中,主要采用课堂讲授、案例分析和互动讨论等教学方法。
在实验教学中,将引导学生进行化工原理的实验操作,加强理论与实践相结合。
五、教材主要教材:《化工原理导论》(第二版)蒋立兴著,化学工业出版社辅助教材:《化工原理实验教程》(第三版)张明著,高等教育出版社六、教学评估本课程的成绩评定将综合考虑平时表现、作业情况、实验报告和期末考试成绩。
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苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书上海工程技术大学化学工程与工艺系苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计任务书一、设计题目设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.3%的氯苯44000t/a,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。
原料液中含氯苯为35%(以上均为质量%)。
二、操作条件1.塔顶压强4kPa(表压);2.进料热状况,自选;3.回流比,自选;4.塔釜加热蒸汽压力506kPa;5.单板压降不大于0.7kPa;6.年工作日330天,每天24小时连续运行。
三、设计容1.设计方案的确定及工艺流程的说明;2.塔的工艺计算;3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算;4.塔流体力学性能的设计计算;5.塔板负荷性能图的绘制;6.塔的工艺计算结果汇总一览表;7.辅助设备的选型与计算;8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制;9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、基础数据p(mmHg)1.组分的饱和蒸汽压οi2.组分的液相密度ρ(kg/m3)纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯 t A 187.1912-=ρ 推荐:t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐:t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度,℃。
3.组分的表面力σ(mN/m )双组分混合液体的表面力m σ可按下式计算:AB B A BA m x x σσσσσ+=(B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率)4.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。
纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示:38.01238.012⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=t t t t rr c c (氯苯的临界温度:C ︒=2.359c t )5.其他物性数据可查化工原理附录。
苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书(精馏段部分)一、设计方案的确定及工艺流程的说明原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔(筛板塔),塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液,其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐;塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流,塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。
流程图略。
典型的连续精馏流程为原料液经预热器加热后到指定的温度后,送入精馏塔的进料板,在进料上与自塔上部下降的回流液体汇合后,逐板溢流,最后流入塔底再沸器中。
在每层板上,回流液体与上升蒸气互相接触,进行热和质的传递过程。
操作时,连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品(釜残液),部分液体汽化,产生上升蒸气,依次通过各层塔板。
塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝,并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体,其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品(馏出液)。
二、全塔的物料衡算(一)料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78.11和112.61kg/kmol 。
728.061.112/3511.78/6511.78/65=+=F x986.061.112/211.78/9811.78/98=+=D x01006.061.112/993.011.78/007.011.78/007.0=+=W x(二)平均摩尔质量()kg/km ol 49.8761.112728.01728.011.78=⨯-+⨯=F M()kg/km ol 59.7861.112986.01986.011.78=⨯-+⨯=D M ()kg/km ol 3.11261.11201006.0101006.011.78=⨯-+⨯=W M(三)料液及塔顶底产品的摩尔流率依题给条件:一年以330天,一天以24小时计,有:44000t/a 5556kg/h W '==,全塔物料衡算:W D F W D F '+'=''+'='993.002.035.0 ⇒16382kg/h10826kg/h 5556kg/h F D W '='='= 16382/87.49187.24kmol/h 10826/78.59137.75kmol/h 5556/112.349.47kmol/hF D W ======三、塔板数的确定(一)理论塔板数T N 的求取苯-氯苯物系属于理想物系,可采用梯级图解法(M ·T 法)求取T N ,步骤如下: 1.根据苯-氯苯的相平衡数据,利用泡点方程和露点方程求取y x ~依据()()οοοB A B t p p p p x --=/,t A p x p y /ο=,将所得计算结果列表如下:本题中,塔压力接近常压(实际上略高于常压),而表中所给为常压下的相平衡数据,因为操作压力偏离常压很小,所以其对y x ~平衡关系的影响完全可以忽略。
2.确定操作的回流比R将 1.表中数据作图得y x ~曲线及y x t ~-曲线。
在y x ~图上,因1=q ,查得0.935e y =,而728.0==F e x x ,986.0=D x 。
故有:0.9860.9350.2460.9350.728D e m e e x y R y x --===--220.2460.492m R R ==⨯=3.求理论塔板数(需要用三种方法) 方法一:图解法 精馏段操作线:0.330.6611D x Ry x x R R =+=+++ 提馏段操作线为过()01006.0,01006.0和()0.728,0.900两点的直线。
苯-氯苯物系精馏分离理论塔板数的图解苯-氯苯物系的温度组成图解得1019T N =-=块(不含釜)。
其中,精馏段1 3.3T N =块,提馏段2 5.7T N =块,第4块为加料板位置。
方法二:解析法5.0551α= 2 4.42α=4.73α=5.055⨯4.42=4.731()1 3.73x xy x xα==+α-1+精馏段操作线方程 0.330.66y x =+ 提馏段操作线方程 1.240.00241y x =-将10.986y =带入 4.731()1 3.73x xy x xα==+α-1+求得10.937x =将10.937x =带入精馏段操作线方程 0.330.66y x =+ 求得20.969y = 以此类推,得20.869x =30.947y = 30.791x = 40.921y = 40.711x =50.7250.728x =≤所以将其带入提馏段操作线方程 1.240.00241y x =-50.879y = 50.606x =求得60.749y = 60.387x =70.477y = 70.162x = 80.198y = 80.0496x = 90.0591y = 90.0131x =100.0138y = 100.00290.01006x =<所以,9N =方法三:吉利兰图法min 10.98610.01006lg lg 110.9860.0100611 4.69lg lg 4.73D W D W x x x x N ⎡-⎤⎡-⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎪⎢⎥⎢⎥--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦=-=-=αmin 0.4920.2460.16510.4921R R x R --===++min2N N Y N -=+其中,0.5458270.5914220.0027430.4649Y x x =-+=10.5N =精馏段5.038M'α==min 1.020.464922N N N Y N N --===++3.6N =提馏段 6.9N = 求得, 10.5N = 综合三种方法,第三种方法塔板数最大为10.5(二)实际塔板数p N1.全塔效率T E选用m T E μlog 616.017.0-=公式计算。
该式适用于液相粘度为0.07~1.4mPa ·s 的烃类物系,式中的m μ为全塔平均温度下以进料组成表示的平均粘度。
塔的平均温度为0.5(80+131.8)=106℃(取塔顶底的算术平均值),在此平均温度下查化工原理附录11得:s m Pa ⋅=24.0A μ,s m Pa ⋅=34.0B μ。
()()267.0728.0134.0728.024.01=-⨯+⨯=-+=F B F A m x x μμμ52.0267.0log 616.017.0log 616.017.0=-=-=m T E μ2.实际塔板数p N (近似取两段效率相同) 精馏段:13.6/0.52 6.92p N ==块,取17p N =块 提馏段:2 6.9/0.5213.2p N ==块,取214p N =块 总塔板数1221p p p N N N =+=块。
四、塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算(一)平均压强m p取每层塔板压降为0.7kPa 计算。
塔顶:kPa 3.10543.101=+=D p 加料板:kPa 2.11077.03.105=⨯+=F p 平均压强()kPa 8.1072/2.1103.105=+=m p (二)平均温度m t查温度组成图得:塔顶为80℃,加料板为88℃。
()842/8880=+=m t ℃(三)平均分子量m M塔顶: 986.01==D x y ,10.940x =(查相平衡图)()kg/kmol 59.7861.112986.0111.78986.0,=⨯-+⨯=m VD M(),0.94078.1110.940112.6180.18kg/kmol LD m M =⨯+-⨯=加料板:935.0=F y ,728.0=F x (查相平衡图)()kg/kmol 35.8061.112935.0111.78935.0,=⨯-+⨯=m VF M ()kg/kmol 49.8761.112728.0111.78728.0,=⨯-+⨯=m LD M精馏段:(),78.5980.35/279.47kg/kmol V m M =+=(),80.1887.49/283.84kg/kmol L m M =+=(四)平均密度m ρ1.液相平均密度m L ρ,塔顶:3kg/m 0.817801886.113.9121886.113.912,=⨯-=-=t ρA LD3kg/m 1.1039800657.14.11240657.14.1124,=⨯-=-=t ρB LD 3kg/m 5.8201.103902.00.81798.01,,,,=⇒+=+=m LD B LD B A LD A mLD ρρa ρa ρ 进料板:3kg/m 5.807881886.113.9121886.113.912,=⨯-=-=t ρA LF3kg/m 6.1030880657.14.11240657.14.1124,=⨯-=-=t ρB LF 3kg/m 7.8736.103035.05.80765.01,,,,=⇒+=+=m LF B LF B A LF A mLF ρρa ρa ρ 精馏段:()3kg/m 1.8472/7.8735.820,=+=m L ρ 2.汽相平均密度m V ρ,(),3,107.879.472.886kg/m 8.31427384m V m V m mp M RT ρ⨯===⨯+(五)液体的平均表面力m σ塔顶:,21.2mN/m D A σ=;,26.1mN/m D B σ=(80℃),21.226.121.26mN/m 21.20.01426.10.986A B D m A B B A D x x σσσσσ⎛⎫⨯⎛⎫===⎪ ⎪+⨯+⨯⎝⎭⎝⎭进料板:mN/m 20.20,=A F σ;mN/m 34.25,=B F σ(88℃)mN/m 38.21728.034.25272.020.2034.2520.20,=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=F A B BA B A m F x σx σσσσ 精馏段:()21.2621.38/221.32mN/m m σ=+= (六)液体的平均粘度m L μ,塔顶:查化工原理附录11,在80℃下有:()()s mPa ⋅=⨯+⨯=+=317.0014.0445.0986.0315.0,D B B D A A m LD x μx μμ加料板:s mPa 315.0272.041.0728.028.0,⋅=⨯+⨯=m LF μ 精馏段:()s mPa ⋅=+=316.02/315.0317.0,m L μ五、精馏段的汽液负荷计算汽相摩尔流率()1 1.492137.75205.52kmol/h V R D =+=⨯= 汽相体积流量,3,205.5279.471.572m /s 360036002.886V m s V mVM V ρ⨯===⨯汽相体积流量331.572m /s 5659m /h h V ==液相回流摩尔流率0.492137.7567.77kmol/h L RD ==⨯= 液相体积流量,3,67.7783.840.00186m /s 36003600847.1L m s L mLM L ρ⨯===⨯液相体积流量330.00186m /s 6.696m /h h L ==冷凝器的热负荷()()kW 13913600/31059.7852.205=⨯==Vr Q六、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算(一)塔径1.初选塔板间距m m 500=T H 及板上液层高度m m 60=L h ,则:m 44.006.05.0=-=-L T h H2.按Smith 法求取允许的空塔气速m ax u (即泛点气速F u )0.50.50.00186847.10.02031.572 2.886s L s V L V ρρ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭查Smith 通用关联图得200.0925C = 负荷因子0.20.22021.320.09250.09372020C C σ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭泛点气速:max 1.603u ===m/s3.操作气速取max 0.7 1.12m/s u u == 4.精馏段的塔径1.337m D ===圆整取mm 1600=D ,此时的操作气速0.782m/s u =。