苯--甲苯精馏塔设计.doc

广西民族大学 相思湖学院 化工原理 课 程 设 计 题目 苯-甲苯连续精馏筛板塔设计 教 学 院 计算机科学与工程系 专业班级 09 化工 学生姓名 李 海 学生学号 109333280107 指导教师 覃月宁 2011年 摘 要 5 第一章 概 述 5 第二章 设计方案的确定 6 2.1 产品性质 6 2.2 确定方案的原则 6 2.3操作条件的确定 7 2.3.1操作压力 7 2.3.2进料状态 7 2.3.3加热方式 7 2.4设计方案的简介 7 2.5工艺流程及说明 8 第三章 精馏塔工艺设计计算 9 3.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 9 3.2平均摩尔质量 9 3.3板数的确定 9 3.4塔板数的确定 10 3.4.1理论塔板数的确定 10 3.4.2 实际板层数的计算 14 3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 15 3.5.1操作压力的计算 15 3.5.2操作温度的计算 16 3.5.3平均摩尔质量计算 16 3.5.4平均密度的计算 17 3.5.5液体表面张力的计算 18 3.5.6液体平均黏度计算 19 3.6精馏塔体工艺尺寸的计算 20 3.6.1塔径的计算 20 3.6.2精馏塔有效高度的计算 22 3.7塔板主要工艺尺寸的计算 22 3.7.1溢流装置计算 22 3.7.2塔板布置 25 3.8筛板的流体力学验算 26 3.8.1塔板压降 26 3.8.2液面落差 28 3.8.3液沫夹带 28 3.8.4漏液 29 3.8.5液泛 29 3.9塔板负荷性能图 30 3.9.1 精馏段塔板负荷性能图 30 3.9.2 提馏段塔板负荷性能图 34 第四章 热量衡算 38 4．1热量衡算 38 4.1.1塔顶热量 39 4.1.2塔底热量 40 第五章 板式塔的结构与附属设备 41 5.1附件的计算 41 5.1.1接管 41 5.1.2筒体与封头 43 5.2 板式塔结构 44 5.2.1塔体结构 44 5.2.2塔板结构 44 5.3 附属设备设计 45 5.3.1泵的计算及选型 45 5.3.2冷凝器 46 5.3.2再沸器 46 设计结果一览表 48 主要符号说明 49 设计小结 51 参考文献 52 附录 53 摘 要 精馏是分离液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的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计内容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。 关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图 第一章 概 述 精馏塔是化工生产中十分重要的设备。精馏塔内装有提供气液两相逐级接触的塔板，利用混合物当中各组分挥发度的不同将混合物进行分离。在精馏塔中，塔釜产生的蒸汽沿塔板之间上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔内实现多次接触，进行传质传热过程，轻组分上升，重组分下降，使混合物达到一定程度的分离。精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。本设计我们使用筛板塔。其突出优点为结构简单，造价低板上液面落差小，气体压强低，生产能力较大，气体分散均匀，传质效率较高。筛板塔是最早应于手工业生产的设备之一。合理的设计和适当的操作筛板塔能够满足要求的操作弹性而且效率高。采用筛板塔可解决堵塞问题适当控制漏夜实际操作表明，筛板在一定程度的漏液状态下，操作是板效率明显降低，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的筛板塔其操作弹性仍可达到标准。 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，实现原料混合物中各组分的分离。该过程