年处理量8万吨丙酮浮阀精馏塔的设计2012【完整版】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载）河南科技学院化工原理课程设计题目50000吨/年丙酮-水连续精馏塔设计学…..院化学与化工系专业班级姓名学号指导老师年月日1化工原理课程设计任务书1.1设计题目浮阀连续精馏塔及其主要附属设备设计1.2工艺条件；生产能力：50000吨/年〔料液〕年工作日：300天；摩尔分率，下同〕；操作压力：塔顶压强为常压；进料状况：泡点；回流比：自选2工艺参数确实定；2.1根底数据的查取及估算2.1.1料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数水的摩尔质量：丙酮的摩尔质量：；XW=2%;XF=25%;XD=99%2.1.2平均摩尔质量：MF=0.2558.08+0.7518.02=28.035kg/kmolM=0.9958.08+0.0118.02=57.679kg/kmolM=0.0258.08+0.9818.02=18.821kg/kmol2.1.3物料计算:原料液处理量：F=50000000/(7200*28.035)=247.71Kmol/h2.1.4操作温度的计算根据化工原理附录丙酮－水溶液的汽液相平衡数据，制图有:x液相中丙酮的摩尔分数%x液相中丙酮的摩尔分数%t温度图3.1丙酮--水溶液的汽液相平衡图(液相)根据图3.1读取数据有：TF=62.05;TD=57.5;T=88.5精馏段平均温度：；提馏段平均温度:；塔平均温度：2.1.5平均密度的计算:混合液密度：:质量分率混合气体密度：:为平均相对分子质量精馏段：；液相组成:,x1=0.4汽相组成:,所以:提馏段：；液相组成:，汽相组成:,所以：求在与下的丙酮和水的密度::；，；:，精馏段液相密度：,解得：；汽相密度：提馏段密度:,解得：汽相密度：2.1.6平均外表张力的计算液相平均外表张力依下式计算，即：精馏段：由前面计算有：,此时查物系数据表可知：，，，提馏段：由前面计算有：,此时查物系数据表可知：，，2.1.7水和丙酮平均相对挥发度的计算两组分正常沸点温度：根据公式：得:2.1.8R的估算2.1.8.1根据丙酮－水气液平衡表，作图:Y汽相中丙酮的摩尔分数%X液相中丙酮的摩尔分数%图1.2R的估算图2.1.8.2求最小回流比Rmin和操作回流比因为丙酮－水物系的曲线是不正常的平衡曲线,所以最小回流比的求法是由点D(,)即：D(0.99,0.99〕，向平衡线作切线，再由切线的斜率或截距求，见图1.2作图可知b=0.48b==0.48Rmin=1.0625。由工艺条件决定R=1.5R,故取操作回流比R=1.5942.2物料及热量衡算2.2.1塔顶冷凝器的热量衡算目的：对塔顶冷凝器进行热量衡算以确定冷却水的用量。2.2.1.1热量衡算式如图3.3所示，根据热量衡算式，有：QLQD图3.3冷凝器热量恒算示意图式中——塔顶蒸气带入系统的热量；——回流液带出系统的热量；——馏出液带出系统的热量；——冷凝水带出系统的热量。2.2.1.2基准态的选择以101.3kPa、℃的丙酮和水为基准态，那么：QL＝QD＝02.2.1.3各股物流热量的计算查的丙酮与水在正常沸点下的汽化焓分别为：ΔVHm丙酮〔Tb〕=30.38J/mol，ΔVHm水〔Tb〕=40.69J/mol正常沸点分别为：Tb丙酮＝329.35KTb水＝373.15K计算丙酮和水在56.55℃的汽化焓：式中——比照温度；TC——临界温度。查的苯和甲苯的临界温度分别为：TC丙酮＝508.1KTC水＝647.4K对于丙酮：∴对于水：∴由此可计算进入塔顶冷凝器蒸气的热量为：代入到热量衡算式中，可求得塔顶冷凝器带走的热量为：＝30.536VkJ/h=77.12DkJ/h2.2.1.4冷却水的用量,设冷却水的流量为qm，那么：＝qmCp(t2－t1)：t1＝30℃t2＝45℃,以进出口水温的平均值为定性温度：查得水在37.5℃时的比热容为：Cpm＝4.175kJ/(kg.℃)∴2.2.2全塔的热量衡算目的：确定再沸器的蒸汽用量。如图2.4所示，对精馏塔进行全塔的热量衡算。QFQb’QDQLQbQS图2.4全塔热量恒算示意图2.2.2.1热量衡算式:根据热量衡算式，可得：设定:QL＝5%QS＝0.05QS∴式中——进料带入系统的热量；——加热蒸汽带入系统的热量；——馏出液带出系统的热量；——釜残液带出系统的热量；——冷却水带出系统的热量；——热损失。2.2.2.2各股物流的温度由各股物流的组成，根