化工原理课程设计任务书及模板.doc

大连民族学院 化工原理课程设计 题目：苯―甲苯精馏分离板式塔设计 学院：2011年月20日至26 日 《化工原理课程设计》80．1 85 90 95 100 105 110．6 苯PA°，kPaPB°，kPa 40．0 46．0 54．0 63．3 74．3 86．0 101．33 以上为实验数据，也可用Antoine公式计算： 组分 A B C 苯 6.023 1206.35 220.24 甲苯 6.078 1343.94 219.58 3、液相密度，kg/m3 温度，℃ 80 90 100 110 120 苯 815 803.9 792.5 780.3 768.9 甲苯 810 800.2 790.3 780.3 770.0 4、液体的表面张力，10-3N/m 温度，℃ 80 90 100 110 120 苯 21.27 20.06 18.85 17.66 16.49 甲苯 21.69 20.59 19.94 18.41 17.31 5、液体粘度，10-3Pa·s 温度，℃ 80 90 100 110 120 苯 0.308 0.279 0.255 0.233 0.215 甲苯 0.311 0.286 0.264 0.254 0.228 6、液体汽化热 温度，℃ 80 90 100 110 120 苯 394.1 386.9 379.3 371.5 363.2 甲苯 379.9 378.8 367.6 361.2 354.6 目 录 《化工原理课程设计》任务书 I 第一章 设计方案的选择及流程说明 1 概述 1 设计方案确定 2 第二章 工艺计算 4 一、精馏塔物料衡算 4 二、理论塔板数的确定 4 三、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 8 第三章 主要设备工艺尺寸设计 10 3.1精馏塔的塔体工艺尺寸及计算 11 3.2塔板的流体力学验算 13 3.3塔板的负荷性能图 14 3.4总塔高、总压降及接管尺寸的确定 17 第四章 辅助设备选型与计算 19 一、塔体总结构 19 二、冷凝器 19 三、再沸器 20 第五章 设计结果汇总 20 第六章 工艺流程图及精馏塔工艺条件图 22 第七章 设计评述及感想 24 一、对本设计的评价 24 二、设计感想 24 参考文献 24 第一章 设计方案的选择及流程说明 概述 精馏的概念 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。 精馏的原理 精馏利用从塔底部上升的含轻组分较少的蒸气，与从塔顶部回流的含重组分较少的液体逆流接触，同时进行多次部分汽化和部分冷凝，使原料得到分离。 在精馏塔中可以同时进行多次部分汽化和部分冷凝。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。 精馏塔设备的选择 精馏塔是精馏装置的主题核心设备，气、液两相在塔内多级逆向接触进行传质、传热、实现混合物的分离。为保证精馏过程能稳定、高效地操作，适宜的塔型及合理的设计是十分关键的。 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。下面对板式塔和填料塔的性能做简要比较。 项目 塔型 板式塔 填料塔 压力降 压力降一般比填料塔大 压力降小，较适于要压力降小的场合 空塔气速 （生产能力） 空塔气速小 空塔气速大 塔效率 效率稳定，大塔效率比小塔有所提高 塔颈在ф1400mm以下效率较高，塔径增大，效率常会下降 液气比 适应范围较大 对液体喷淋量有一定要求 持液量 较大 较小 材质要求 一般用金属材料制作 可用非金属耐腐蚀材料 安装维修 较容易 较困难 造价 直径大时一般比填料塔造价低 直径小于ф800mm，一般比板式塔便宜，直径增大，造价显著增加 重量 较轻 重 不同类型的板式塔，例如泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、喷射型塔、多降液管塔、无溢流塔等，均有自身的特点，有其优点，也有其不足，各有使用的场合。一般来说，对于物系无特殊工艺特性要求，且生产能力不是过小的精馏操作，宜采用板式塔。本次课程设计使用的是板式塔。 为使精馏塔具有优良的性能以满足生产的需要，通常