苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计.docx

河 西 学 院Hexi University化工原理课程设计题 目:苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计学 院:化学化工学院专 业: 化学工程与工艺 学 号: 2014210031姓 名:杨国婧指导教师:冯敏2016 年 11 月 22日 化工原理课程设计任务书设计题目 苯—甲苯精馏分离筛板式精馏塔二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量）10万吨/年操作周期每年300天，每天24小时运行进料组成 含甲苯30%（质量分率，下同）塔顶产品组成甲苯含量低于1.5％ 塔底产品组成甲苯含量高于99.7%2.操作条件操作压力常压进料热状态自选单板压降≤0.7 KPa 塔底加热蒸汽压力0.5MPa 3.设备型式 筛板或浮阀塔板4.厂址张掖三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备的工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学验算（3）塔板的负荷性能（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.工艺流程图及精馏工艺条件图7.设计评论目录1 综述11.1 塔板性质11.2 设计方案的确定22 .精馏塔的物料衡算22.1 原料液及塔顶、塔釜产品的组成23 .塔板数的确定33.1 理论板数的求取34.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算64.1 操作压力的计算 74.2 操作温度的计算（运用内插法）74.4 平均密度的计算84.4.1 气相平均密度计算84.4.3 液相平均表面张力的计算94.4.4 液体平均粘度的计算105 .精馏塔的塔体工艺尺寸计算115.1 塔径的计算115.1.1 精馏段塔径的计算115.1.2 提馏段塔径的计算135.2 塔高的计算146 .塔板主要工艺尺寸的计算146.1 溢流装置的计算146.1.1 精馏段146.2 塔板布置的计算166.2.1 塔板的分块176.2.2 边缘密度确定176.2.3 开孔区面积计算176.2.4 开孔数和开孔率177 .塔板的流体力学验算187.1 塔板压降187.1.1 气体通过干板的阻力压降187.1.2 气体通过板上液层的压降197.1.3 气体克服液体表面张力产生的压降207.1.4 液体通过每层筛板的压降207.2 液面落差及雾沫夹带量的验算207.3 漏液的验算217.4 液泛的验算218 .塔板负荷性能图228.1 漏液线（气相负荷下限线）228.2 液沫夹带线238.3 液相负荷下限线248.4 液相负荷上限线258.5 液泛线259. 精馏塔附件设计279.1 进料管道279.2 塔顶回流液管道279.3 塔底料液排出管道289.4 塔顶蒸汽出口管道289.5 塔底蒸汽进口管道289.6 冷凝器的选择289.6.1 热负荷289.6.2 冷却水用量299.6.3 总传热系数299.6.4 泡点回流时的平均温度为299.6.5 换热器面积299.7 再沸器的选择299.7.1 热负荷299.7.2 加热蒸汽的量299.7.3 平均温差299.7.4 换热系数309.7.5 换热器面积309.7.6 封头309.7.7 裙座3010 .设计结果一览表31设计评述33参考文献35致谢36苯-甲苯分离过程板式精馏塔设计杨国婧摘要：本设计采用连续精馏分离苯-甲苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作，采用泡点进料，将原料通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。通过物料衡算、采用图解法确定理论塔板数为14块（不含再沸器），第6块为加料板的位置，全塔效率为0.5417，实际板层数24块；精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算：操作压力、操作温度、平均摩尔质量、平均密度、液相平均表面张力、液体平均粘度；塔体工艺尺寸：塔径为1.6m，选用单溢流弓形降液管；塔板采用整块式，每层塔板的开孔数：11214个。对整个塔通过塔板压降、雾沫夹带量、漏液、液泛进行了流体力学验算，做出了塔的负荷性能图，塔设计合理。关键词：精馏塔，筛板式，苯，甲苯1 综述1.1 塔板性质此设计的塔型为筛板塔。筛板塔是很早出现的一种板式塔。五十年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点：生产能力大20~40%，塔板效率高10~15%，压力降低30~50%，而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装、维修都较容易。从而一反长期的冷落状况，获得了广泛应用。近年来对筛板塔盘的研究还在发展，出现了大孔径筛板（孔径可达），导向筛板等多种形式。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要