化工原理课程设计---分离四氯化碳-二硫化碳混合物

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1、目录目录 一、设计任务书一、设计任务书 1 1 二、正文二、正文 3 3 1 1 设计方案简介设计方案简介 3 3 2 2 工艺设计计算工艺计算及主体设备设计工艺设计计算工艺计算及主体设备设计 4 4 2.1 精馏塔流程的确定 4 2.2 塔的物料衡算 . 4 2.2.1 料液、塔顶及塔底产品含二硫化碳的质量分数. 4 2.2.2 原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 5 2.2.3 物料衡算原料处理量. 5 2.2.4 质量恒算 5 2.3 塔板数的确定 . 6 2.3.1 理论板层数 NT 的求取 6 2.3.2 实际塔板数 NT 的求取 9 2.4、塔工艺条件及物性数据计算 10 2.4

2、.1 操作要求的计算 10 2.4.2 平均摩尔质量计算 10 2.4.3 平均密度计算 . 11 2.4.4 液体平均表面张力 m 的计算 12 2.4.5 液体平均黏度 L m 的计算 . 13 2.5 精馏塔气液负荷计算 . 13 2.6 塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 14 2.6.1 塔径的计算 . 14 2.6.2 精馏塔高度的计算 . 15 2.6.3 塔板主要工艺尺寸的计算 . 18 2.7 筛板的流体力学验算 . 21 2.7.1 气体通过筛板压降相当的液柱高度 21 2.7.2 液面落差 . 23 2.7.3 雾沫夹带量 V e 的验算 . 23 2.7.4 漏液的验算 .

3、23 2.7.5 液泛 24 2.8 塔板负荷性能图 24 2.8.1 精馏段 . 24 2.8.2 提馏段： . 27 3 3 辅助设备的计算及选型辅助设备的计算及选型 3030 3.1 接头管设计 . 30 3.2 热量衡算 31 3.2.1 加热介质的选择 . 31 3.2.2 冷凝剂的选择 . 31 3.2.3 热量衡算 . 31 3.3 换热器的选择 34 3.3.1 预热器的选择 . 35 3.3.2 冷凝器的选择 . 36 3.3.3 再沸器的选择 39 3.4 泵的选型 40 3.5 贮罐的计算 42 4 4 设计一览表设计一览表 4242 5 5 附表附表 4 44343 三

4、、参考文献三、参考文献 45455 5 四、后记及致谢四、后记及致谢 4646 五、附录（图）五、附录（图） 4 46 6 1 一、设计任务书 1 设计题目 使用板式精馏塔分离二硫化碳 32%，四氯化碳 68%（摩尔分率，下同）的混合 物。生产过程要求年产纯度为 96%的二硫化碳 10000 吨，釜液中二硫化碳不得高 于 2.4%。 2 操作条件 （1）常压操作； （2）回流液温度为塔顶蒸汽的露点； （3）间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为 5kgf/cm 2（绝压） ； （4）冷却水进口温度 30，出口温度 45； （5）设备热损失为加热蒸汽供热量的 5。 3 塔板类型 筛板塔。 4 工作日 每年

5、工作日为 300 天，每天 24 小时连续运行。 5 厂址 厂址为长沙地区。 6 设计内容 （1）单元操作流程设计 单元操作方案选择及论证。根据指定的设计任务，查阅相关的资料，对可用的 生产工艺进行比较，筛选出技术先进、经济合理、安全可靠的操作流程。绘制出 工艺流程简图，并对之进行详细说明。 物料及热量衡算计算。要求对过程中涉及到的物料平衡和能量平衡全部采用手 工计算，不得使用各种模拟软件（如 Aspen 等） ； 编制物料及热量平衡计算书； 绘制物料流程图（PFD） 。 （2）设备的工艺设计计算 过程中所出现的各种设备（包括管线）均采用手工进行工艺设计计算，不得使 用各种模拟软件（如 Asp

6、en 等）获得结果，并编制详细的计算说明书； 2 过程中的机、泵可作为标准设备出现，但要根据计算结果，进行选型说明； 编制设备一览表。 （3）绘制工程图样 工艺流程简图一张； 物料流程图（PFD）一张，要求对管道进行标注； 主体设备装配图一张，其他附属设备使用条件图，不绘制3D 效果图。 设计说明书要求用 MS-Word 编辑， 保存为 DOC 格式； 所有的图纸均用 AutoCAD 绘制（A4） 。 3 二、正文二、正文 1 设计方案简介设计方案简介 本设计任务为分离四氯化碳-二硫化碳混合物。对于二元混合物的分离，应 采用连续精馏流程。 对板式精馏塔而言，对比浮阀塔、泡罩塔、舌型塔等，因筛板塔结构最简单， 造价最低，生产能力大，传质效率高等系列优点，本方案选用筛板塔对四氯化碳 -二硫化碳混合物进行连续精馏。 一般，除热敏性物系外，凡通过常压蒸馏能够实现分离要求，并能用江河水 或循环水将馏出物冷凝下来的物系， 都应采用常压蒸馏。 故本方案采用常压操作。 设计中采用泡点进料，将原料液由储罐经进料泵输送至进料口，再经过预热 器，