化工工艺课程设计实例

化工工艺课程设计实例内容摘要：

组分含量为： 苯： 错误 !未找到引用源。 = 甲苯： x DB = 二甲苯： x DC =0 塔Ⅱ的物料衡算： 10 WADAFA WxDxFx 对全塔作 物料衡算 : F=D+W （ 3） 对塔中的甲苯作物料衡算： （ 4） 联立（ 3），（ 4）两式，代入数据有： D+W= += 得： D= /h W= /h 则在釜液中各组分含量为： 苯： 0WAx 甲苯： 错误 !未找到引用源。 = 二甲苯： 错误 !未找到引用源。 ＝ 则在塔顶馏出物中各组分含量为： 苯： 错误 !未找到引用源。 =0 甲苯： 错误 !未找到引用源。 = 二甲苯： 错误 !未找到引用源。 = 及流量、流速； 进料管 取进料流速为 smvF / 则管径 mvFd FF 36001250022   根据管材规范，该管径应适当增大，选择 错误 !未找到引用源。 型管材，内径为 ，则 11 smdFvFF 76 636 0012 50 04422   错误 !未找到引用源。 同法算出其他管线管径汇总如表： 表 21 管线管材汇总表 管线用途 流速 m/s 管材 GB861387[3] 精馏塔 Ⅰ 精馏塔Ⅱ 精馏塔 Ⅰ 精馏塔Ⅱ 进料管线 263  釜液输送管  370 塔顶冷凝总管   塔顶蒸汽管线 16 15   塔Ⅰ 回流 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 釜液 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 塔Ⅱ 回流 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 12 釜液 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 进料 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 hm /3 列表 物料衡算汇总表： A：苯 B：甲苯 C：二甲苯 流程 总流量 组分 百分含量 组分流量 摩尔流量kmol/h 质量流量103Kg/h 摩尔分率kmol/h 质量分率103Kg/h 摩尔流量kmol/h 质量流量103Kg/h 塔Ⅰ FⅠ A B C DⅠ A B C 0 0 0 0 WⅠ A B C 13 塔Ⅱ FⅡ A B C DⅡ A 0 0 0 0 B C WⅡ A 0 0 0 0 B C 能量衡算 塔Ⅰ热量衡算 全凝器热量计算 错误 !未找到引用源。 l 错误 !未找到引用源。 l 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 （泡点下回流液进入塔内） 在 t=℃下各组分的汽化热值如表 22： 表 22 组分 汽化热 r(KJ/mol) 苯 甲苯 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 KJ/mol 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 l 需冷凝水的量：假设进水温度为 t1=20℃， [1] 假设出水温度为 t2=30℃， 错误 !未找到引用源。 [1] 14 则 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 再沸器热量衡算 : 对全塔热量衡算 所需物性数据如下： 表 23 三苯物性表 t 组成 错误 !未找到引用源。 20℃（ KCal/Kg℃） ℃（ KCal/Kg℃） 124℃（ KCal/Kg℃） 苯 甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 错误 !未找到引用源。 注 : 1（ KCal/Kg）＝ [1] 错误 !未找到引用 源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 15 假设饱和水蒸气在 130℃进行加热， 此时蒸气压强为： 278KPa 对应汽化潜热为： r=[1] 所需水蒸气的量为： 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 塔Ⅱ热量衡算 1) 全凝器热量计算 错误 !未找到引用源。 l 错误 !未找到引用源。 l 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 （泡点下回流液进入塔内） 在 t=℃下各组分的汽化热值如下 [2， 3]： 表 24 组分 汽化热 r(KJ/mol) 苯 甲苯 33..1833 二甲苯 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 KJ/mol 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 l 需冷凝水的量： 假设进水温度为 t1=20℃， 错误 !未找到引用源。 假设出水温度为 t2=30℃， 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 [1] 16 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未 找到引用源。 2) 再沸器热量 衡算 对全塔热量衡算 所需物性数据如下： 表 25 t 组成 错误 !未找到引用源。 ℃（ KCal/Kg） 124℃（ KCal/Kg） ℃（ KCal/Kg） 苯 甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 错误 !未找到引用源。 注 : （ KCal/Kg）＝ [1] 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 （再沸器）电平衡 17 错误 !未找到引用源。 则全年两塔的再沸器用电量为； 错误 !未找到引用源。 假设饱和水蒸气在 150℃进行加热，此时 蒸气压强为： 对应汽化潜热为： r=所需水蒸气的量为： 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 水平衡计 算 错误 !未找到引用源。 = 105+ 105 = 105 Kg/h 全年所需冷凝水的量为 109 kg 总列表 汇总 热量衡算汇总表 所求项目 塔Ⅰ的值 塔Ⅱ的值 全凝器热负荷 QC ( hKJ/ )   冷凝水的量 WC ( hKg/ )   再沸器热负荷 QB ( hKJ/ )   进料带入的热量 QF ( hKJ/ )   塔顶产品带出的热量 QD ( hKJ/ )   18  fhPugZWePugZ  22221211 222)(2,, aca aeaaafafaf ud llhhh   塔底产品带出的热量 QW ( hKJ/ )   加热蒸汽的量 Wh ( hKg/ )   阻力的计算 苯精制塔与溶剂回收塔间的阻力计算 设高位液面比低位液面高 10米，泵吸入管用φ 80mm 4mm的无缝钢管，直管长 15米，管路上装有一 个底阀（可粗略地按旋启式止回阀全开时计）、一个标准弯头；泵排出管用φ 70mm 3mm的无缝钢管，直管长 50米，管路上装有一个全开的闸阀，一个全开的截止阀和三个标准弯头，两液面上方均有大气压且液面恒定。 取低液面为上游截面 11, ，高液面为 22, ，并以截面 11, 为 基准水平面，在两截面间列伯努利方程，即 式中 2121 ,10,0 PPmZZ  因为两塔的截面与管道相比都很大，故 0,0 21  uu。 因此，伯努利方程简化为 fhWe。 因吸入管管路 a和排出管管路 b的直径不同，故应分段计算，然后再求和。 （ 1） 吸入管管路上的能量损失 afh, mlmmmd aa 15,  由文献查得管件、阀门的当量长度分别为 19 53 0 2    aaa udkgJh af )() ( 2, 2)(2, beb bebbbf ud llh     ε，εmlmmmd bb 50, 5322 )(3600   bbbbudsmdVu底阀（按旋启式止回阀全开时计） 标准弯头 所以 ml ae ,  进口阻力系数 smu ac ,  ，水   N M P 其黏度为 spa   所以 由文献查 得， ，所以由此得 03.a （ 2） 吸入管管路上的能量损失 bfh, 由文献查得，管件、阀门的当量长度分别为 全开的 闸阀 全开的截止阀 17m 三个标准弯头  ml be ,  出口阻力系数为 1e 20 kgJhdbf )()1 2 9 (0 2 9 ,0 0 4 2,b 则 仍取管壁的绝对粗糙度  = （ 3）管路系统的总能量损失 fh kgJhhh bfaff ,   动力（机、泵）选择及安装高度的要求； 设计原料储罐距离预热器（轻苯预处理塔）的距离为 50m，预热器高 1m， 精馏塔Ⅰ 由 错误 !未找到引用源。 mZ  mguhmgudlhgumgpff215003 22222221225 mh f 53  将各项代入上式算出 H= 查附录进料泵的选型为 IS65— 50— 160 ，其性能为 流量 错误 !未找到引用源。 ，扬程47m，电机功率 ，转速 2900r/min . 21 精馏塔Ⅱ 错误 !未找到引用源。 [4， 5] mhmguhmgudlhg。