苯与甲苯的精馏塔设计.doc

长 沙 学 院 课程设计说明书 题目 苯—甲苯填料精馏塔设计 系(部) 生物工程与环境科学系 专业(班级) 营养1班 姓名 王 敏 学号 2011032137 指导教师 李晋波 起止日期 2013/5/20—2013/5/31 目录 第1章 设计流程的确定和说明 4 1.1 设计任务 4 1.2 设计流程 5 1.2.1 装置流程的确定 5 1.2.2 操作压力的选择 6 1.2.3 加料的方式 7 1.2.4 进料的方式 7 1.2.5 塔顶冷凝方式 7 1.2.6 回流比的选择 7 1.2.7 加热方式 7 第2章 精馏塔的物料衡算 9 2.1 原料的摩尔分率、平均摩尔质量及处理量 9 2.2 产品的摩尔分率、平均摩尔质量及处理量 9 第3章 精馏塔的热量衡算 11 3.1加热介质和冷却剂的选择 11 3.2 冷凝器的热负荷的计算 11 3.3 冷却介质消耗量的计算 12 3.4 加热器的热负荷及全塔热量衡算 12 第4章 精馏塔的理论板数和物性参数的计算 16 4.1 塔顶、塔底、塔釜温度的求算 16 4.2 理论板数的求取 16 4.3 塔顶条件下的流量及物性参数 17 4.4 塔底条件下的流量及物性参数 18 4.5 进料条件下的流量及物性参数 18 4.6 精馏段的流量及物性参数 19 4.7 提馏段的流量及物性参数 19 第5章 精馏塔的塔体尺寸的计算 21 5.1 填料的选择 21 5.2 塔径的计算 21 5.2.1 精馏段塔径的计算 21 5.2.2 提馏段塔径的计算 22 5.3 填料层高度的计算 22 第6章 精馏塔附件的选型及计算 24 6.1 塔接管的计算及选择 24 6.1.1 进料管 24 6.1.2 回流管 24 6.1.3 塔顶蒸汽接管 24 6.1.4 塔釜出料 24 6.2 液体分布器的选型 24 6.2.1 回流也分布器的计算 24 6.2.2 进料液分布器的计算 25 6.2.3 液体再分布器 25 6.3 填料支撑板的选择 25 6.4 填料压紧装置 26 6.5 塔釜设计 26 6.6除沫器 26 第7章 精馏塔附属设备选型及计算 27 7.1 冷凝器 27 7.1.1 冷凝器的选型 27 7.1.2 传热面积的计算 27 7.2 加热器 27 7.2.1 加热器的选型 27 7.2.2 传热面积的计算 27 7.3 手孔 28 7.4 裙座 28 7.5空间高度 28 第8章 结语 29 致 谢 30 符号说明 31 参考文献 33 附录 34 第1章 设计流程的确定和说明 1.1 设计任务 化工原理课程设计任务书 系主任 张建社 指导老师 李晋波 学生 王敏 一、设计题目： 苯-甲苯填料精馏塔设计 二、设计条件 1.处理量：5800吨/年； 2.料液组成（质量分数）：苯含量为66%的常温液体； 3.塔顶产品组成(质量分数)： 塔顶丙酮含量不低于（不高于）97%； 4..塔底产品组成(质量分数)：塔底丙酮含量不高于3% 5.年工作生产时间：300天 三、设计内容 1、设计方案的确定：（1）进料状态，自选（2）加热方式，自选（3）热能的利用 2、工艺计算: (1)物料衡算；（2）热量衡算；（3）回流比的确定；（4）理论塔板数的确定。 3、填料精馏塔设备设计：填料的选择、填料层压降的计算、液体分布器简要设计、填料层高度的计算、精馏塔接管尺寸的计算、填料支承板的选择、除沫器等 4、流体力学的计算及有关水力性质的校核。 5、填料精馏塔的辅助设备的选型 6、手工绘制主要设备的设计条件图（A2图纸） 7、编写设计说明书。 厂址：长沙地区（1.01×Pa） 设计任务 完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔设备的设计条件图，编写设计说明书。 设计时间安排 2013.5.10-----2013.5.31 1.2 设计流程 在化工生产中，精馏是最常用的单元操作,，是分离均相液体混合物的最有效方法之一，在炼油、化工、石油化工等工业中得到广泛应用。塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。随着石油化工的发展，填料塔日益受到人们的重视，填料塔技术有了长足的进步，涌现出不少高效填料与新型塔。苯和甲苯的分离对于工业生产具有重要的意义填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。结构较简单，检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。据有关资料报道塔设备的资料费用占整个投资的费用的较大比例。