课程设计课设石油化工原理

第一 第二 第三章塔的工艺计 第四章塔板设 排间 淹塔 第五章塔体的初步设 塔体总高度 第六章接管的设 进料管管径d 回流管管径d 釜液出料管d 塔顶蒸蒸汽出口管的直径d 再沸器返塔连接管管径d 第七章辅助设备选 冷凝 再沸 回流 除沫 第八章汇 第九章浮阀排布 精馏 提馏 第十章塔板负荷性能 精馏 提馏 第十一章自我评 组成及流率。根据泡点方程及方程，借助相平衡图，相温度。得到以上热力学数据后，利用斯芬克斯等得到最小理 第三章原料组成（丁烯-丁烯、丁烯-1、碳五。用数字、、、、、、、分别代表ω1、ω2、ω3、ω4、ω5、ω6、ω7、ω8丙烷回收率为98.5%，异丁烷回收率为98%，则有：GχGG1Gω1140001.93%

FχGχF1G1M1270.20028.05488 χF.χFχ表格丁烯-WD.1G1270.200WD2G298%1358.00098。8WD.3G35419.400

WD.4G43%2024.4001.5%40.488WD.5WD.6WD.7WD.88

WD.1WD.2WD.3WD.4WD.5WD.6WD.7270.2001337.6305419.40040.4887067.71888ωD.χWDχWχD1WD.1M1270.20028.0549.6318D χ

D1D2D3D4D5D6D7χD.χDχxD.1D1D9.631169.447表格Ww.1Ww2G22%1358.0002%20.370Ww.3Ww.4G498.5%1983.912Ww.5G5877.800kg/hWw.6G61318.800kg/hWW.7G71775.200kg/hWW.8G8956.200kg/h8

Ww.1Ww.2Ww.3Ww.4Ww.5Ww.6Ww.720.3701983.912877.8001318.8001775.200956.2006932.28288ωw.χW塔底各组分的摩尔流率：WχWW.χW2Ww.2M220.37044.0970.4628W χ

W1W2W3W4W5W6W788xw.χWχ根据烃类相平衡常数图和KiXi1进行试差得到冷凝器的压表格KiXiK0.003%再次利用

P21.40.1yi1K53℃K

石油化学工程原理P436——437表格K又由烃类相平衡常数图和Kixi1试差得到塔底的温度，试表格K丁烯-P进

1

PP

2由进料压强和进料组成，通过(Kixi1和烃类相平衡常数图表格K烷烷-(Kixi)500204表格温温ijχDi

ijij

1t1(11453)83.52P1(21.521.697)21.5992衡常数Ki，取最重组分碳五为对比组分j,得到相对挥发度： K j

K14.40019.298

K 表格丁烯-K由 ijijijχFiij

1q,而泡点进料时q 1q0,对Θ3.136＜θ＜6.118ijij

0表格θ---由上表可知当Θ=3.798ijij

0.0000＜0.005，则ijχDi

χlχh lgχχ

hD lW11

根据表1-5和1-6查得：K2D K4D 则

0.868

2.000

χl

χh

lh 2.1702.170 lgχχ 1 hD lW 0.39%m lgm

Nmin12.004111.004（不包括再沸器联式：Y1

兰154.5 X11117.2

X0.5其中：YNNN

XRRYN，对R1NR/Rmin作图。表格RXYN图表R1N60.169R1.665Rmin1.6651.261理论板数为：N

60.169

19.409（不包括再沸器ETET0.49( μ μLχiFt1(11453)83.52表格粘度μsμiX丁烯-μLχiF1-9mlh)t83..51.970 0.49( μ)0.2450.49(1.970 )0.245

N理19.40922.897（不包括再沸器实 实根据 WR hk) lk.W)2 D RRχ

'NSN χlk.W χhk.Fχhk.D代

DW 118.093WR(hk)

)2(

)

FN F

169.447 N'RN'NSR由上两式解得：N' 'RN19.40922.8923

R0.8477以塔顶第一块板上的温度、压力计算，则t53Pi查文献得到各组分在53ρi表格1/度MLρ L

表格丁烯-4Z查文献得各组分的临界压力PC53.8MPa

PC2PC6

PC3PC7PcmPciχiD4.568MParPr

21.51.01

Tc1 Tc2 Tc3 Tc4Tc5Tc8

Tc6 Tc7TcmTciχiD361.285K则混合液体的对比温度为：rTTr

0.9MMiχiD28.0545.68%44.09717.90%42.08176%58.124ρM

41.71121.50.78.314273.15

其中CC 20δ10.739mN/mδ48.2549mN/m

δ2 δ3δmδiχiD mm查的化原课程设计指导书P67取系数0.7加压塔液层高度取70mm并依据C20计算计算C、Umax、U0.7U 表格MCUD表格Ht-CU以塔底第一块板上的温度、压力计算，则t114P查文献得到各组分在114℃时的密度：ρi表格丁烯-度Lρ L

PC15.036MPaPC43.648MPaPC53.8MPaPC83.374MPa

PC2PC64

PC3PC7PcmPciχiw3.840MParPr

21.6971.01

Tc1 Tc2 Tc3 Tc4Tc5Tc8

Tc6 Tc7TcmTciχiW418.539KrTTr

表格丁烯-ZMMiχiwMVMXiwKiwρM

57.766

其中CC )20δ2δ5

δ4 δ6

δ7 δ8δmδiχiW mm并依据C20计算计算C、Umax、U0.7Umax计算表格如下：表格表格丁烯-CUDHt-CU根据书，查得各个组分对应的焓值（Kcal/Kg）11HV1H从而计算得到：QC(LD)(HV1-HLD)4.1867(R1)D(HV1-HLD)4.1867 .7P查得水的C=4.1795KJ/(Kg·℃)12P12 m C 4.1795表格.即：FHF+QB=DHD+QC+WHW+QL假设表格RDFW表格丁烯-烷烷烷所以计算得出

BBbmQB 2586.52(kg/h)b 14 表格℃————————————

第四章

33.458m3/h70m3/h73.081m3/h80m3/hw

0.7D0.714000.7D0.71600/D0.7810L7.918，查得k1.06LLw L 33.458how2.84 k

2.84 1.06 0.03168m31.68mmlW

0.98l/D0.7810L12.386，查得kL Lw L2 73.081how2.84 kl 2.84 1.081.120.04971mW 4）hW因为lw/D0.7

/D0.143,

0.087815精馏段：Wd 200.2mmA0.0878π14002 提馏段：Wd A0.0878π16002 τ3600AdHT/L36000.13510.45/33.4586.544sτ3600AdHT/L36000.17650.6/73.0815.217s采用凹液盘，一般底隙高度等于盘深，大塔大于40mm，How据化原课设指导书P72，F-1型重阀浮阀，最小开度2.5mm，最大开度8.5mm，F-1型阀径精馏段塔径1400mm，提馏段塔径1600mm取阀空动能因数F010,用求阀孔气速u0uu0uu0

4Vs4457.796

4Vs4

φuT100%0.0826100% φuT100%0.0571100%精馏段：N

4 73.68，取 3600π0.03924d0提馏段：N 4 4d0精馏段：WS70mmWC80mm，分布区=破沫区提馏段：WS100mm,WC80mm，分布区=破沫区AB2

y2

1x972975.8318mmyyxD(b

)1400(200.270)2yD

1400802AB2

πy2

1x .447mm2yyxD(b

2yD

1600807202tAB394387.06871.368mmN 74撑与衔接要占去一部分鼓泡区故取140mmtAB796845.186114.628mm，N 93支撑与衔接要占去一部分鼓泡区故取130mmnD(2b2Z1d0114002200.22703916.8617 nD2b2Z1do)116002228.821003917.9498 u 1.253m/so 0.785d2 36000.7850.0392oFOuo

1.253 1.0675m/s2uo0.785do2

36000.7850.0392FO

1.0675 8.130干板压力降hcu h5.370 V5.37 L 2 2 L

u h5.370 V5.37 2 2 取充气系数ε00.5hε（h

）0.5(0.050.03168)0.0408m 2 23.77410-精馏段：hσHρlg0.00859.807443.5990.0002m2σ 22.64610-3hσHρg0.00859.807430.159lh(hhhρV0.1027443.599ρ ρ

h（hhh）

0.1136430.159

ZD2Wd14002200.2999.6mm(液相流程长AbAT2Ad .4 .5991 AT K

ρl-CF1F100CV136LSZ1000.044213633.4580.99961

1.26910.1142F 100 2 0.781.5391F1

ZD2Wd16002228.81142.4mm(液相流程长Ab

2Ad .298 .374 AT K

ρl-CF1F100CV136LSZ1000.0573613673.0811.14241

S

1.65710.1182F 100 2 0.782.0101F1maxF1，F2)F145.455为防止降液管发生液泛，应使降液管中的清液层高度ΨHThw0.545050250 h 0.153 0.153 w w

hb 36000.040.98HdhphLhd102.55981.68236.27HdΨHThw符合 2h 0.153 0.153w w

hb 36000.041.120HdhphLhd113.65199.71269.33HdΨHThwτ3600AdHT/L36000.13510.45/33.4586.544sτ3600AdHT/L36000.17650.6/73.0815.217sdULS 0.0687m/sd 3600udmax10.17KS 7.98ud0.7udmax0.70.170.119m/s符合dULS 0.1149m/sd 3600udmax10.17KSudmax27.98ud0.7udmax0.70.170.119m/s因为Fl ρl-V 2.95ρl-

1.36ZLh

sb h 443.59947.8592.9510311.2690.1141.360.9996L ρl-V 2.95ρl-

1.36ZLh

sb h 430.15958.0082.9510311.65750.1181.361.1424L 以τ5s作为液相在降液管中停留时间的下限，由得τ3600AdHT

3600AdHT36000.13520.45

3600AdHT36000.17650.6

3600W导出Lh3.07Lh3.07lw3.070.980Lh3.07lw3.071.120

5计算，则u 50得出Vπd2N36005，即：V21.50 4

21.521.5

HdHThWHdhphLhdhPhCh1hσ；ρ 3600L23(H ) V00.153 h1εh h W0 ρ2 l W0

a0.0148

wc lhw

ll2w，d2.8410-31βl2wb-cLhb-cLh2-dLa2将有关的数据代入，Ψ0.5，β0.5a2.210110-7，bc1.270310-5，d2hV2791838.64657.479L219536.984Lha1.53610-7，bc9.72610-6，d2hV2 .31563.330L225720.8381Lh

600m3264.163m3所以：

590m3333.100m3

第五章根据平均温度83.5℃，平均压力21.599atmQ235-C钢，壁厚30mm33据附录公称直径1400mm，得：曲面高度h1350mmh2 ，封头壁厚S ，封头高Hh1h23504039曲面高度h1400m，直边高度h240mm，封头壁厚S35Hh1h24004032化原课设指导书33GB150-板安装方便和物料的程度而定。对于处理不需要经常的19—10218—19之间。每个人孔采用圆形人孔规格直径450mm，设置人孔处板间距600mm。另外，塔底、塔顶各开1个人孔。HFV0.5hD4 73.08156041π1.60.80.4-0.50.04 LSτV B BHD30,选用圆筒形裙座；由于塔径为1200--2000mm需要开4个Φ50mmDg450mm的人孔。2个引出 Dbi(1600216）0.41000THHDHBHFSH'NRHTNSHTHT1.22.51.020.690.45100.634化原课设指导书第六章接管的设计进料管管径d采用泵输送料液，取uF1.5m/s4 π4 π1.54 43600ρπd

回流管管径d回流用泵输送，可以取uR44443.141.5校核：u 4LR 2.25m/s3600ρπd2釜液出料管d根据经验值，取uw1.04 3.144 3.141.04校核：u 4Lw 3600ρπd2取塔顶蒸气流速uv35化原课设指导书P104-4525.2854525.28536003.1410校核：u 4VV 7.89m/s3600ρπd2取塔底至再沸器接管内液体流速uL1.54 3.144 3.1444π（0.34-2

取管内液体流速U

10m/s，气化率为e 14525.836003.144.0824525.836003.144.082db 校核：uum 10.57m/s第七章t145-2025℃，t253-401325 Δt1 25 ln(A K表格Q水m℃℃KA表格3μCP4.174KJ/Kgλ0.610W/mKu

1.093m/ReduρμPrCpμλ管程给热系数

0.023λRe0.8Pr0.412486.58W/m2od36化原课设指导书附录九Aiπdinl3.1460.015372105.13mAoπdonl3.1460.019372133.16m Ao-Ai118.59m A oAiQαAt-t 34.899oii TtQ34.899 λ

37.29otTw2

37.295345.14oC2表格nN

2.08

ρ2gλ3γα00.725 n3dμΔt 得到α1031.323Wm2o查的管内污垢热阻R0.00015mC/W，壳程污垢热阻o 2OR m2C/WOK