化工原理课程设计---苯-甲苯连续精馏筛板塔工艺设计.doc

苯-甲苯连续精馏筛板塔工艺设计 《化工原理》课程设计任务书 ㈠ 设计题目 苯-甲苯溶液连续精馏筛板塔的设计。 ㈡ 设计任务 １．精馏塔设计的工艺计算及塔设备计算 ⑴ 流程及操作条件的确定； ⑵ 物料衡算及热量衡算； ⑶ 塔板数的计算； ⑷ 塔板结构设计（塔板结构参数的确定、流动现象校核、负荷性能图）； ⑸ 塔体各接管尺寸的确定； ⑹ 冷却剂与加热剂消耗量估算。 ２．设计说明及讨论 ３．绘制设计图 ⑴ 流程图（A4纸）； ⑵ 塔盘布置图（16开坐标纸2张，精馏段和提馏段分别绘制）； ⑶ 工艺条件图（A3纸）。 ㈢ 原始设计数据 １．原料液：苯-甲苯，其中苯含量分别为35%（质量%），温度为20℃； ２．馏出液含苯为：99.2%（质量）； ３．残液含苯为：不超过0.5%（质量）； ４．生产能力：按 2800 (kg原料/h)。 ㈣ 设计时间 开始时间：二Ｏ一一年五月二十三日 完成时间： 六月三日（含考核时间） 目 录 第1篇 绪 论 …………………………………………4 第2篇 流程及相关参数的选择 ……………………………5 第3篇 计算过程 ……………………………………………6 3.1精馏塔的物料衡算.......................6 3.2 相对挥发度 及回流比R..................7 3.3求理论塔板数..........................11 3.4 确定全塔效率ET并求解实际塔板数.......13 3.5塔的工艺条件及物性数据计算............14 3.6精馏塔塔体工艺尺寸计算................19 3.7塔板主要工艺尺寸计算..................22 3.8筛板的流体力学验算....................26 3.9塔板负荷性能图........................29 3.10塔体各接管尺寸计算及热量衡算.........36 第4篇 计算结果列表 ………………………………………42 第5篇 小结与体会 …………………………………………44 第6篇 参考文献 ……………………………………………45 第1篇 绪 论 精馏所进行的是汽、液两相之间的传质，而作为汽、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使汽、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。板式塔为逐级接触型汽－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上汽－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、(１) 结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。 (２) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 (４) 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。 筛板塔的缺点是： (１) 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。 (２) 操作弹性较小(约2～3)。 (３) 小孔筛板容易堵塞。  第2章 流程及相关参数选择 设计方案的确定 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。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，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。该物系属易分离物系，回流比要充分考虑到费用问题。塔釜采用间接蒸汽加热，塔顶产品经冷却后送至储罐。 加料方式的选择： 设计任务年产量虽小，但每小时2300Kg的进料量，为维持生产稳定，采用高位槽进料，从减少固定投资，提高经济效益的角度出发，选用泡点进料的加料方式。 2、回流方式的选择： 塔的生产负荷不大，从降低操作费用的角度出发，使用列管式冷凝器，利用重力泡点回流,同时也减少了固定投资。 3、再沸器的选择： 塔釜再沸器采用卧式换热器，使用低压蒸汽作为热源，做到了不同品位能源的综合利用，大大降低了能源的消耗量。 计算过程 3.1精馏塔的物料衡算 1、将任务书中的质量分数换算成摩尔分数 （摩尔百分数） （摩尔百分数） （摩尔百分数） 2、求平均分子量，将换算成 进料处: 塔顶处: 塔釜处: 进 料： 3、全塔的物料衡算 由物料衡算得： 代入数据得： 解之得： 3.2相对挥发度及回流比R 1、求全塔平均相对挥发度： 表3-1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.6 1.000 0.81