二硫化碳-四氯化碳精馏塔工艺设计.

化工原理课程设计任务书

设计题目： 分离9万吨/年CS2与CCl4混合液的精馏塔工艺设计

学号： 1503140122 姓名： 雷艺璇 专业： 制药工程1401班

指导教师： 焦飞鹏 系主任：

摘要：精馏的本质是利用不同物质的挥发度不同，通过多次汽化、多次冷凝的精馏过程而达到物质分离的单元操作过程，而多次汽化所需的能量即通过再沸器提供的，这就是再沸器的作用。再沸器是一种换热器，通常采用热虹吸式换热器，也是一种列管式换热器，在生产企业中占有较重要的地位，它直接影响产品的质量和产量。

本设计针对苯-乙苯的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。此外对塔底再沸器进行选型设计。主要介绍了再沸器的设计工作以及它在生产过程中处于的地位和作用，它是精馏塔不可或缺的一部分，它提供给精馏塔多次汽化所需的能量，它与冷凝器等都是换热设备。

设计任务书

设计题目：二硫化碳—四氯化碳精馏塔及主要附属设备选型设计

一、设计任务及操作条件

1、设计任务：

生产能力（进料量） 9万

吨/年

操作周期 7200 小时/年

进料组成 34%的二硫化碳和66%的四氯化碳（摩尔分率，下同）

塔顶产品组成塔馏出液95%的二硫化碳，塔底产品组成釜液5%的二硫化碳

2、操作条件

操作压力塔顶压强为4Kpa（表压）进料热状态泡点进料

3、设备型式

二、设计内容：

1、设计方案的选择及流程说明

2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及蒸馏段塔板结构尺寸的确定

（2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定

4、辅助设备选型与计算

5、设计结果汇总

6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图

7、设计评述

目 录

1 前 言 .......................................................................... 1

2 精馏塔的物料衡算 ............................................................... 21

2.1 主要基础数据............................................................... 21

2.2 物料衡算 .................................................................. 22

2.3最小回流比及操作回流比的确定 ............................................... 22

2.4精馏塔的气液相负荷 ......................................................... 23

2.5操作线方程 ................................................................. 23

2.6逐板计算法确定理论塔板数 ................................................... 23

2.7实际板层数的确定 ........................................................... 24

2.7.1.3精馏段和提馏段相对挥发度 ........................................... 25

2.7.1.4全塔效率ET和实际塔板数 ............................................ 25

3．精馏塔的工艺条件和有关物性数据的计算 ........................................... 26

3.１操作压力的计算............................................................. 26

3.2平均摩尔质量计算 ........................................................... 26

3.3平均密度的计算 ............................................................. 26

3.3液体表面张力的计算（部分数据见表3-2） ...................................... 27

4．精馏塔的塔体工艺尺寸计算 ...................................................... 28

5．塔板的主要工艺尺寸的计算 ...................................................... 29

5.1溢流装置的计算 ............................................................. 29

5.1.1溢流堰长 ............................................................. 29

5.1.2 溢流堰高hw .......................................................... 29

5.1.3降液管宽度dW与降液管面积fA ......................................... 30 5.1.4降液管底隙高度h ...................................................... 31

5.2塔板布置 ................................................................... 31

5.2.1边缘区宽和安定区宽 ................................................... 31

5.2.2开孔区面积 ........................................................... 31

5.3浮阀数n与开孔率ø .......................................... 错误！未定义书签。

6．塔板的流体力学的验算 .......................................................... 32

6.1塔板压降 ................................................... 错误！未定义书签。

6.1.1干板阻力 ............................................. 错误！未定义书签。

6.1.2淹塔 ................................................. 错误！未定义书签。

6.2泛点率 ..................................................... 错误！未定义书签。

7.塔板负荷性能图 ................................................................. 35

7.1雾沫夹带线 ................................................................. 35

7.2液泛线 ..................................................................... 36

7.3液相负荷上限线 ............................................................. 36

7.4漏液线 ..................................................................... 36

7.5液相负荷下限线 ............................................................. 36

7.6负荷性能图 ................................................................. 36

8. 热量衡算 ....................................................... 错误！未定义书签。

8.1相关介质的选择 ............................................. 错误！未定义书签。

8.2蒸发潜热衡算 ............................................... 错误！未定义书签。

2.2.2 塔底热量............................................. 错误！未定义书签。

8.3焓值衡算 ................................................... 错误！未定义书签。

9.辅助设备选型 .................................................... 错误！未定义书签。

9.1冷凝器的选型 ............................................... 错误！未定义书签。

9.1.1计算冷却水流量 ....................................... 错误！未定义书签。

9.1.2冷凝器的计算与选型 ................................... 错误！未定义书签。

9.2冷凝器的核算 ............................................... 错误！未定义书签。

9.2.1管程对流传热系数 ..................................... 错误！未定义书签。

9.2.2壳程流体对流传热系数 ............................... 错误！未定义书签。