苯-甲苯板式精馏塔详解.docx

河西 学 院Hexi University化工原理课程设计题 目:苯-甲苯板式精馏塔设计 学 院: 化学化工学院 专 业:_ 化学工程与工艺 学 号: 2014210042 姓 名: 周子惠 指导教师: 邱东 2016年 11 月 28 日 化工原理课程设计任务书一、设计题目苯-甲苯板式精馏塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量）100000吨/年操作周期 7680 小时/年进料组成45%（苯质量分率，下同）塔顶产品组成 ≥97.5% 塔底产品组成 ≤2%2.操作条件操作压力 4kpa 进料热状态 25加热蒸汽 低压蒸汽3.设备型式 筛板塔4.厂址 珠海三、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）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（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.设计评述目录1.概述62. 精馏塔的物料衡算112.1原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数112.2原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔质量112.3物料衡算113. 塔板数确定123.1 理论版层数的求取123.1.1求最小回流比及操作回流比错误！未定义书签。3.1.2求精馏塔的气、液相负荷123.1.3求操作线方程133.2 实际板层数的求取134. 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（以精馏段为例进行计算，下同）144.1操作压力计算144.2操作温度计算144.3平均摩尔质量计算154.4平均密度计算164.4.1.气相平均密度计算164.4.2.液相平均密度计算164.5液体平均表面张力计算174.6液相平均年黏度的计算175. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算185.1塔径的计算185.2精馏塔有效高度的计算206. 塔板主要工艺尺寸的计算206.1溢流装置计算206.1.1.溢流堰长 206.1.2.出口堰高度 206.1.3.弓形降液管宽度和截面积206.1.4.降液管底隙高度 216.2塔板布置226.2.1.塔板的分块226.2.2.取边缘区宽度226.2.3.开孔区面积计算226.2.4.筛孔计算及其排列227. 筛板的流体力学验算237.1）塔板压降237.1.1.干板压降相当的液柱高度237.2.2.气体通过液层的阻力计算247.2.3.液体表面张力的阻力计算248. 精馏段塔板负荷性能图268.1漏液线 268.2液沫夹带线268.3液相负荷下限线278.4液相负荷上限线278.5液泛线289. 提馏段塔板负荷性能图299.1漏液线 299.2液沫夹带线309.3液相负荷下限线309.4液相负荷上限线319.5液泛线3110. 总塔高、总压降及接管尺寸的确定3210.1塔总高度3210.2塔总压降3310.3塔顶蒸汽出料管dD3310.4回流管dR3310.5进料管df和塔釜出料管dw3311. 板式塔的结构与附属设备3312. 筛板塔设计计算结果摘要3513. 对本设计的评述3614. 主要符号说明371.概述精馏是利用从塔底部上升的含轻组分蒸气，与从塔顶部回流的含重组分液体逆流接触，同时进行多次部分汽化和部分冷凝，使原料得到分离的过程。同时进行多次部分汽化和部分冷凝是在精馏塔中实现的。塔板上有一层液体，气流经塔板被分散于其中成为气泡，气、液两相在塔板上接触，液相吸收了气相带入的热量。使液相中的易挥发组分汽化，由液相转移到气相；同时，气相放出了热量，使气相中的难挥发组分冷凝，由气相转移到液相。部分汽化和部分冷凝的同时进行是汽化、冷凝潜热相互补偿。精馏就是多次而且同时进行部分汽化和部分冷凝，使混合液得到分离的过程。精馏是气液两相之间的传质过程，而传质过程是由能提供气液两相充分接触的塔设备完成，并要求达到较高的传质效率。根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内设置一定数量塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质量、热量传递，气液相组成呈阶梯变化，属于逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶填料表面下流，气体逆流而上，与液相接触进行质量、热量传递，气液相组成沿塔高连续变化，属于微分接触操作过程。这里选择的是板式塔。板式塔大致可分为两类：一类是有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板等；另一类是无