化工原理筛板精馏塔课程研发设计案例.doc

吉林化工学院 专业班级 材 化 0801 学生姓名 学生学号 指导教师 张 福 胜 2010年目录 摘要 一 绪论 二 第一章 流程及流程说明 1 第二章 精馏塔工艺的设计 2 2.1产品浓度的计算 2 2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 2 2.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 2 2.2最小回流比的确定 3 2.3物料衡算 3 2.4精馏段和提馏段操作线方程 3 2.4.1求精馏塔的气液相负荷 3 2.4.2求操作线方程 3 2.5精馏塔理论塔板数及理论加料位置 3 2.6实际板数的计算 3 2.7实际塔板数及实际加料位置 3 第三章 精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 5 3.1物性数据计算 5 3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 9 3.3筛板流体力学验算 13 3.4塔板负荷性能图 16 第四章 热量衡算 21 4.1塔顶气体上升的焓 21 4.2回流液的焓 21 4.3塔顶馏出液的焓 21 4.4冷凝器消耗焓 21 4.5进料的焓 21 4.6塔底残液的焓 21 4.7再沸器的焓 22 第五章 塔的附属设备的计算 23 5.1塔顶冷凝器设计计算 23 5.2泵的选型 24 5.4塔总体高度的设计 25 结论 27 致谢 28 参考文献 29 主要符号说明 30  摘 要 在此筛板精馏塔分离苯-甲苯的设计中，给定的条件为： 进料量为 塔顶组成为： 进料馏出液组成为： 塔釜组成: 加料热状态:q=1 塔顶操作压强:(表压) 首先根据精馏塔的物料衡算，求得D和W，通过图解法确定最小回流比；再根据操作线方程，运用图解法求得精馏塔理论板数，确定温度奥康奈尔公式求的板效率，继而求得实际板数，确定加料位置。 然后进行精馏段和提馏段的设计工艺计算，求得各工艺尺寸，确定精馏塔设备结构。继而对筛板的流体力学进行验算，检验是否符合精馏塔设备的要求，作出塔板负荷性能图，对精馏塔的工艺条件进行适当的调整，使其处于最佳的工作状态。 第二步进行塔顶换热器的设计计算。先选定换热器的类型，确定物性数据，计算传热系数和传热面积。然后对进料泵进行设计，确定类型。 关键词： 苯-甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构 塔附属设备 下图为连续精馏过程简图： 　 出料　　 回流 　　 苯蒸汽 塔底 绪论 在本设计中我们使用筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单,造价低。合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性，而且效率高。采用筛板可解决堵塞问题，适当控制漏液。 筛板与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管，而直接在板上开很多小直径的孔——筛孔。操作时气体以高速通过小孔上升，液体则通过降液管流到下一层板。分散成泡的气体使板上液层成为强烈湍动的泡沫层。 相同条件下，筛板塔生产能力比泡罩塔高10%—15%，板效率亦约高10%—15%，而每板压力降则低30%左右，适用于真空蒸馏；塔板效率较高，但稍低于浮阀塔。具有较高的操作弹性，但稍低于泡罩塔。其缺点是小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。 第一章 流程及流程说明 本设计任务为分离苯——甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐