化工原理课程设计
第二章 方案流程简介
2.1精馏装置流程
精馏就是通过多级蒸馏，使混合气液两相经多次混合接触和分离，并进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到高程度的分离，进而得到高纯度的产品。 流程如下：
原料（丙稀和丙烷的混合液体）经进料管由精馏塔中的某一位臵（进料板处）流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，塔底设再沸器加热釜液中的液体，使之部分汽化返回塔内。气相沿塔上升直至塔顶，塔顶设冷凝器将其进行全部或部分冷凝。一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔底的上升蒸气多次逆向接触和分离。当流至塔底时，被再沸器加热部分汽化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。将塔顶蒸气凝液其余部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。
2.2工艺流程
1）
物料的储存和运输
精馏过程必须在适当的位臵设臵一定数量不同容积的原料储罐、泵和各种换热器，以暂时储存，运输和预热（或冷却）所用原料，从而保证装臵能连续稳定的运行。 2）
必要的检测手段
为了随时了解操作情况及各设备的运行状况，及时地发现操作
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中存在问题并采取相应的措施予以解决，需在流程中的适当位臵设臵必要的测量仪表，以及时获取压力，温度等各项参数，从而间接了解运行情况。
另外。常在特定地方设臵人孔和手孔，以便定期检修各设备及检查装臵的运行情况。 3） 调节装臵
由于实际生产过程中各种状态参数都不是定值，都会或多或少随着时间有所波动，应在适当位臵设臵一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，有时还可以根据需求设臵双调节，即自动调节和手动调节两种调节方式并可以根据需要随时进行切换。
2.3设备选用
主要设备为精馏塔且选用浮阀塔，并配以立式热虹吸式再沸器和冷凝器。
2.4处理能力及产品质量
处理量： 50kmol/h 回流比系数R/Rmin:1.2
产品质量：（以丙烯摩尔百分数计） 进料：xf＝65％ （饱和液体进料） 塔顶产品：xD＝98％ 塔底产品: xw≤2％
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第三章 精馏过程系统设计
――丙烯、丙烷精馏装臵设计
3.1设计条件
3.1.1工艺条件：
饱和液体进料，进料丙烯含量xf＝65％（摩尔分数），塔顶丙烯含量xD＝98％，釜液丙烯含量xw≤2％，总板效率为0.6。
3.1.2操作条件：
(1)塔顶操作压力：P=1.62MPa（表压） (2)加热剂及加热方法：加热剂——水蒸气 加热方法——间壁换热 (3)冷却剂：循环冷却水 (4)回流比系数：R/Rmin=1.2。 (5)塔板形式：浮阀塔 (6)处理量：qnFh=50kmol/h (7)安装地点：大连
(8)塔板设计位臵：塔顶
3.2塔顶、塔底温度与压力的确定
3.2.1塔顶温度与压力的计算
塔顶压力：1.62+0.1=1.72MPa（绝压）
xA?0.98 xB?0.02
设塔顶的露点温度为 TD=43℃
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由p—t—k图查得 KA=1.01 KB=0.91
pioyi所以由Ki?? yA=0.9898，yB=0.0182
pxiyA+yB—1=0.008
由??|1.004-1|=0.008，所选温度基本符合， 故假设正确，塔顶温度为316K。 所以?D?KA?1.11 KB3.2.2.塔底温度与压力的计算
设理论板数为128块（含釜），实际板数为(128-1)/0.6=212块。 由经验可知每一块塔板之间的压差是100mm水柱； 则pW= pD?212*0.1*9.81*1=1927.76 KPa
设TW?53℃，查p—t—k图得：KA=1.15 KB=1.00
由??|1.003-1|=0.003，所选温度基本符合，故假设正确，塔底温度为326K. 则 ?W=1.15 3.平均相对挥发度
?m?(?D??W)/2=1.13
3.3板数的核算、物料衡算及热量衡算
3.3.1单位换算
将摩尔百分数换算成质量百分数： W=X〃MA/[X〃MA+(1-X)〃MB]
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xf＝65％ wf＝63.93％ xD＝98％ wD＝97.91％ xw≤2％ wW≤1.91 ％ 由M?xFMA?(1?xF)MB得，
MF=0.65*42+0.35*44=42.7kg/kmol MD=0.98*42+0.02*44=42.04 kg/kmol MW=0.02*42+0.98*44=43.96 kg/kmol
由qm?qnM得
qmF=50*42.7=2135kg/h
qmD=32.8125*42.04=1379.44kg/h qmW=17.1875*43.96=755.56kg/h
3.3.2回流比的计算
泡点进料：q=1
q ｛ 线：x?xf
y??x1?(??1)x代入数据，解得 xe=0.65 ye=0.677 由公式 Rmin?xD?yey得：
e?xeRmin=11.22 R?1.2Rmin=13.47
3.3.3全塔物料衡算
qnF= qnD+ qnW
qnFxF=qnDxD+qnWxW
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