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化工原理课程设计
题目：正戊烷—正己烷混合液的常压连续筛板蒸馏塔设计
学院：生命科学学院
班级：制药工程1101班
姓名：黄静
指导老师:陈驰
设计时间：2013年6月15日到6月28日
目录
前言
单板压降 Δp0.7kPa（表压） 全塔效率 ET=43.35％（计算得出的）
当地大气压 101.33 kPa
1.4、设计内容及要求
1. 确定精馏装置流程;
2. 工艺参数的确定基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算、理论塔
板数、塔板效率,实际塔板数等。
3. 主要设备的工艺尺寸计算
板间距、塔径、塔高、溢流装置、塔盘布置等。 4. 流体力学计算
流体力学验算、操作负荷性能图及操作弹性。 5. 主要附属设备设计计算及选型
第二章．设计方案简介
流程的设计与说明
工艺流程：如图1所示。原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏
塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进
入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。为了便于了解操作中的情况及时发现问题和采取相应的措施，常在流程中的适当位置设置必要的仪表。比如流量计、温度计和压力表等，以测量物流的各项参数。
第三章.工艺计算
3.1设计方案的确定
本设计任务为分离正戊烷和正己烷混合物。对于二元混合物的分离?应采用常压下的连续精馏装置。本设计采用泡点进料?将原料夜通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝?冷凝液在泡点下一部分回流至塔内?其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐。该物系属易分离物系?最小回流比较小?操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热?流程的确定和说明。 其中流程的确定和说明：
1.加料方式
加料分两种方式：泵加料和高位槽加料。高位槽加料通过控制液位高度，可以得到稳定流量，但要求搭建塔台，增加基础建设费用：泵加料属于强制进料方式，本次加料可选泵加料。泵和自动调节装置配合控制进料。 2进料状态
进料方式一般有冷液进料，泡点进料、汽液混合物进料、露点进料、加热蒸汽进料等。
泡点进料对塔操作方便，不受季节气温影响。
泡点进料基于恒摩尔流，假定精馏段和提馏段上升蒸汽量相等，精馏段和提馏
段塔径基本相等。
由于泡点进料时，塔的制造比较方便，而其他进料方式对设备的要求高，设计起来难度相对加大，所以采用泡点进料。 3冷凝方式
选全凝器，塔顶出来的气体温度不高。冷凝后回流液和产品温度不高，无需再次冷凝，制造设备较为简单，为节省资金，选全凝器。 4加热方式
采用间接加热，因为塔釜设了再沸器，故采用间接加热。 操作条件在前面已经介绍，此处不赘述。
3.2精馏塔的物料衡算
3.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
X=0.5 X=0.97 X=0.03
3.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
正戊烷的摩尔质量为72.151 正己烷的摩尔质量为86.178
M=72.1510.5+86.1780.5=79.16(kgmol) M=72.1510.97+86.1780.03=72.57(kgmol) M=72.1510.03+86.1780.97=85.76(kgmol)
3.2.3物料衡算
原料原处理量F==66.32（kmol===0.88 R=1.5 Rmin=1.32 步骤三：求精馏塔的气、液相负荷
L?R?D?1.32?33.16?43.77kmol/h
V??R?1?D??1.32?1??33.16?76.93kmol/h
L'?L?F?43.77?66.32?110.09kmol/h
步骤四：求操作线方程
精馏段操作线方程为 =0.569x+0.418 提留段操作线方程为 =1.431x-0.0129 相平衡方程为 x= 两操作线交点的横坐标为xf?(R?1)XF?(q?1)xD?0.5
R?q步骤五：求理论塔板数：交替使用相平衡方程与操作线方程
y1?xD?0.97???x1?0.916 ↙
↙
↙
↙
↙
可判断第六块为加料粄 ↙
y7?0.673???x7?0.0.411 ↙
↙
y9?0.436???x9?0.207?xW
综上可知理论板数为9，精馏段板数为5，第六块为加料板，提馏段板数为3
3.3.2实际板层数的求取
步骤一： 利用表1中数据由插值法可求得, ,。