过程工艺与设备课程设计
时间：2026-01-17
过程
丙烯—丙烷精馏塔设计
班 级 ：
姓 名 ：赵健
学 好 ：
指导老师：刘诗丽
设计日期：
09级高分子1班 20092412844 2012-2-20至2012-2-29
目录
前言
第一章：任务书 第二章：数据求算过程 第三章：溢流装置的设计
第四章：塔盘布置第五章：塔盘流动性能的校核第六章：负荷性能图
前 言
本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案等内容。
说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。
鉴于本人经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅！
第一章：任务书————设计条件
1、工艺条件： 饱和液体进料 ；
进料丙烯含量（摩尔百分数）xf＝65％ ； 塔顶丙烯含量xD＝98％； 釜液丙烯含量xw＝2％ ； 总板效率为0.6；
2、操作条件 ： 塔顶操作压力为1.62MPa(表压)； 3、其他条件 ： 塔设计位置在塔顶 ；
踏板形式为筛板 ；
处理量90Kmol/h ；
回流比系R/Rmin=1.6；
用3#图纸绘制带控制点的工艺流程图及精馏塔工艺条件图；
4、物性数据：定性温度T取塔顶温度TD=316.1K，塔底温度T2=325.23K的平均温度320.65K， 液相 丙烯 丙烷 气相 丙烯 丙烷
密度 474.8 460.92 密度 31 32.1
表面张力 4.76 4.75 表面张力
液相密度 气相密度
L
0.98 474.8 0.02 460.92 474.5224Kg/m 0.98 31 0.02 32.1 31.022Kg/m
3
3
V
液相表面张力： 4.75 0.98 4.76 0.02 4.7502mN/
第二章：数据求算过程：
1、 的确定：
假设塔顶温度为316.1K，压力为1.62MPa（表压），则根据“烃
43，KA=1.08，类的p--T--K图”可知，1721.33/101.33 的压力下，
C
。
K
B
0.98
，所以
1.08
1.100.98
假设塔底温度为325.23K，压力为1.76MPa（表压），则根据“烃类的p--T--K图”可知，
KB 1.02，所以在52.23，1861.33/101.33的压力下，KA 1.19，
C
。
1.19
1.171.02
所以
1.10 1.17
1.142
2、R的确定：R/Rmin=1.8
yxRmin
x 又
Dq
q
q
xq
y
q
是q线与平衡线的交点坐标，因为是 饱和液体进料 ，q=1，
x xf 65%
所以q线方程为, 平衡线方程为
y
x1.14x
1 ( 1)x1 0.14x
联立可得 xq=0.65，所以
Rmin
y
q
=0.679；
0.98 0.679
10.38
0.679 0.65；
所以 R=1.8Rmin =1.8 10.38=18.68 因此可以确定精馏段方程为：
y
n 1
RD 18.68 0.98 0.95 0.05 xn
R 1xnR 119.68xn19.68
提留段的方程：因为q=1,所以
f
y
m 1
R f
R 1
xm
f 1
R 1xw
其中
xfD
ww
0.98-0.02
1.52
0.65-0.02
，所以
y
m 1
R fR 1
xm
f 118.68 1.520.52
0.02 1.03xm 0.000528
R 1xw=18.68 1xm19.68
3、塔板的计算： (1)利用编程计算： 已知平衡方程
y
x1.14x
1 ( 1)x1 0.14x
0.95xn 0.05 R fR 1
精馏段方程yn 1 提馏段方程
y
m 1
xm
f 1
R 1xw=1.03Xm-0.000528
根据程序运算所需理论塔板数：程序如下： #include<stdio.h> #include<math.h> int main () {float x,y,f,R,a;
int i=1;
scanf("%f%f%f",&a,&R,&f); x=0.98/(a-(a-1)*0.98); while(x>0.65)
{y=(R*x)/(R+1)+0.98/(R+1); x=y/(a-(a-1)*y); i++;}
printf ("进料板为第%d块",i); while(x>0.02)
{y=(R+f)*x/(R+1)-(f-1)*0.02/(R+1); x=y/(a-(a-1)*y);i++;} printf("\n");
printf ("理论塔板数为%d块",i);} 运行后可知结果：进料板为第39块； 总的理论塔板数为85块；
又已知总板效率为0.6；所以 实际塔板数为85/0.6=142； （2）利用吉利兰关联图估算理论塔板数：
已知R=18.68；Rmin=10.38
R-min
则
R 1
0.423
N-min
0.295
由吉利兰关联图可查得：N 2
又已知 D=1.10 ； W =1.17；
所以 m
D
W
.10 1.17 1.134
1
W D ln 1Nminln
m 1 xD xW 代入数据可得： 又
1
Nmin =61
所以N=88； 则实际塔板数为88/0.6=147块；
两种方法计算的塔板数相差不到5块，所以数据基本准确。 4、塔径的计算：
已知qnF=90Kmol/h,xD=98%;； xF=65％ ； 对全塔进行物料衡 qnD+qnW=qnF qnDxD+qnWxw=qnFxF
带入数据计算可得：qnD=59.06 Kmol/h ； qnW = 30.94 Kmol/h 气相流量=59.06 Kmol/h =2480.52kg/h=79.96m/h 液相流量=30.94 Kmol/h=1361.36kg/h=2.87m/h
3
3
qF 两相流动参数
LV
nWnD
wD
2.87474.5224
0.14
79.9631.022
初选塔板间距
H
T
=0.45m 可得C20=0.07
0.2
C c 20 因此气体负荷因子
20
4.7502 0.07
20
0.2
0.053
液泛气速
u
f
C
l v474.5224 31.022
0.053 0.2m/h v31.022
取泛点率为0.8，则
操作气速
u 0.8uf 0.8 0.2 0.16m/h
所需气体流量截面积
A
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