苯-乙苯精馏装置工艺设计技巧.doc

课 程 设 计 说 明 书  化工与制药学院 课程设计说明书 课题名称 苯-乙苯精馏 专业班级 化工01班 学生学号 学生姓名 学生成绩 指导教师 课题工作时间 目录 前言 1 一、概述 2 1.1 精馏原理及其在化工生产上的应用 2 1.2 精馏塔对塔设备的要求 2 1.3常用板式塔类型及本设计的选型 2 1.4 精馏过程模拟计算方法 3 二、工艺流程方案的说明和论证 4 2.1工艺流程 4 2.2设计方案简介 4 2.2.1塔型的选择 5 2.2.2设计的依据与技术来源 5 2.2.3加料方式和加料热状况的选择 5 2.3设计条件 5 2.4被分离的物质的性质 5 三、精馏塔模拟设计计算及操作条件的选择 8 3.1精馏塔全塔物料衡算 8 3.1.1摩尔分数计算 8 3.1.2平均摩尔质量 8 3.1.3物料衡算 8 3.2理论塔板数计算 9 3.2.1最小回流比 9 3.2.2精馏线、提馏线确定 9 3.2.3平衡线 9 3.2.4操作线的确定 10 3.3 实际塔板数的计算 11 3.3.1温度及压力的计算 11 3.3.2相对挥发度ɑ 12 3.3.3粘度 13 四、精馏塔主体工艺尺寸的计算及结构设计 14 4.1塔径的计算 14 4.1.1表面张力 14 4.1.2密度 14 4.1.3流速计算 15 4.1.4检验塔径 16 4.2溢流装置计算 17 4.2.1溢流堰长 17 4.2.2弓形降液管宽度和截面积 17 4.2.3溢流堰的高度 18 4.2.4安定区 19 4.3塔板布置 19 4.3.1浮阀孔径 19 4.3.2筛孔排列 19 4.3.3筛孔数的计算 20 4.4塔板的流体力学性能计算 20 4.4.1气相通过塔板的压降 20 4.4.2降液管内液面高度 21 4.4.3漏气点气速 21 4.4.4雾沫夹带量 21 4.5负荷性能图 22 4.5.1漏液线 22 4.5.2雾沫夹带线 22 4.5.3液相负荷下限线 22 4.5.4液相负荷上限线 22 4.5.5液泛线 23 4.5.6负荷性能图 24 4.6. 塔高计算 24 4.6.1 塔顶空间 24 4.6.2塔底空间 24 4.6.3人孔数目 25 4.6.4塔高 25 五、辅助设备选型 26 5.1进料管 26 5.2塔顶出液管 27 5.3回流管 27 5.4塔顶蒸汽接管 28 5.5釜液排出管(冷凝器后) 29 5.6釜液排出管(冷凝器前) 29 5.7塔釜进气管 30 5.8泵的选取 30 5.9冷凝器的计算 31 5.10再沸器 33 5.11预热器 34 六、精馏塔的工艺设计计算结果总表 35 七、设计结果概要 36 八、主要符号说明 37 参考文献 39 前言 课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程问题复杂性、学习化工设计基础知识的初次尝试。通过课程设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基础知识，进行融会贯通的独立思考在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还能使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。在当前大多数学生结业工作以论文为主的情况下，通过课程设计培养学生的设计能力和严谨的科学作风就更为重要了。 苯和乙苯是工业上常见的有机溶剂，也是非常重要的化工原料之一。苯通常用作溶剂及合成苯的衍生物、香料、染料、塑料、医药、炸药、橡胶等，乙苯是一个芳香族的有机化合物，主要用途是在石油化学工业作为生产苯乙烯的中间体，所制成的苯乙烯一般被用来制备常用的塑料制品——聚苯乙烯。 塔设备是化工，石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，它可以使气液亮相紧密接触，达到传质传热的目的，中化工厂，石油化工厂，炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量，质量，生产能力和消耗定额，以及“三废”处理和环境保护等方面都有重大影响，塔设备中常见的单元操作有：精馏，吸收，解吸和萃取等，此外，工业气体的冷却和