吉林化工学院化工原理课程设计?
第一章 绪论
1.1设计流程
图1 板式精馏塔的工艺流程简图
1.2设计思路
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。
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第二章 精馏塔的工艺计算
表1 二硫化碳和四氯化碳的物理性质
项目 二硫化碳 四氯化碳
分子式 CS2 CCl4
分子量 76.1392 153.82
沸点(℃) 46.25 76.65
密度g/cm
31.237 1.544
2.1 流程的确定
二硫化碳和四氯化碳的混合液体经过预热到一定的温度时送入到精馏塔，塔顶上升蒸气采用全凝器冷若冰霜凝后，一部分作为回流，其余的为塔顶产品经冷却后送到贮中，塔釜采用间接蒸气再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。流程图如图1所示。
2.2 塔的物料衡算
2.2.1塔底产品含二硫化碳的质量分率
aF?0.34?76.13920.34?76.1392?(1?0.34)?153.82?0.203
aD?0.965?76.13920.965?76.1392?(1?0.965)?153.820.045?76.13920.045?76.1392?(1?0.045)?153.82?0.932aW??0.0228
2.2.2 平均分子质量
MF?0.34?76.1392?(1?0.34)?153.82?127.41kgkmolMD?0.965?76.1392?(1?0.965)?153.82?78.86kgkmolMW?0.045?76.1392?(1?0.045)?153.82?150.32kgkmol、
2.2.3 物料衡算 每小时处理摩尔量F总物料衡算
???11000MF?11000127.41?86.34kmol/h
易挥发组分物料衡算
0.965D?0.045W?0.34F
联立以上三式可得：
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D?27.69kmol/hW?58.65kmol/h F?86.34kmol/h
2.3 塔板数的确定 2.3.1理论板NT的求法 用图解法求理论板
（1） 根据二硫化碳和四氯化碳的气液平衡数据作出y-x图,如图2所示
表2 常压下的二硫化碳和四氯化碳的气液平衡数据
液相中二硫化碳摩尔分率x 0 0.0296 0.0615 0.1106 0.1435 0.2580
（2） q线方程
y?qq?1x?1q?1xF?0.950.95?1x?10.95?1?0.34气相中二硫化碳摩尔分率y 0 0.0823 0.1555 0.2660 0.3325 0.4950
液相中二硫化碳摩尔分率x 0.3908 0.5318 0.6630 0.7574 0.8604 1.0
气相中二硫化碳摩尔分率y 0.6340 0.7470 0.8290 0.8790 0.9320 1.0
??19x?6.8 - 7 -
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图2 二硫化碳、四氯化碳的y-x图及图解理论板
（3） 最小回流比Rmin及操作回流比R 依公式Rmin?xD?yqyq?xq?0.965?0.530.53?0.33?2.175
取操作回流比R?1.6Rmin?1.6?2.175?3.48 精馏段操作线方程y?RR?1x?XDR?1?3.483.48?1x?0.9653.48?1?0.777x?0.215
按常规M,T，在图(1)上作图解得：
NT?10层（包括塔釜），其中精馏段为6层，提馏段为3层.
2.3.2实际板数的确定
（1）温度的确定
利用插值法求塔顶和塔釜温度 已知进料温度tF=58℃ 塔顶温度：塔釜温度：
48.5?46.386.04?10074.9?73.12.69?6.15??tD?46.396.5?100tW?73.14.5?6.152??tD?46.85℃ ?tW?74.03℃
?52.43℃
精馏段平均温度：t1?tD?tF46.85?582 - 8 -
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