苯和甲苯常压连续筛板精馏塔设计.docx

化工原理课程设计任务书学生姓名：吴荔荔 班 级：化工1572指导教师：王许云 完成日期： 2018.1.20设计题目：常压连续筛板精馏塔的设计一、设计任务及操作条件1. 物 系：苯－甲苯 2. 塔板型式：筛板塔3. 处 理 量：（化艺1571班4000/化艺1572班5000+50×x）kg /h ( x为各自学号后两位)4. 进料组成(质量分率)：含苯（35＋0.5×x）%5. 分离要求(质量分率)：含苯量塔顶不低于96﹪，塔底不高于4%6. 进料状态：自选7. 操作压强：常压 8. 设计参数：厂址选择：青岛地区另外，塔顶压强，4kPa(表压)；热源，低压饱和水蒸气；单板压降，不大于0. 7kPa；全塔效率 ET=50% 二、设计内容及要求设计方案确定选择工艺流程、主要设备及典型辅助设备的形式。工艺过程计算物料衡算、回流比和理论塔板数确定、热量衡算等。要求：手算，ASPEN软件模拟比较典型辅助设备的计算冷凝器的传热面积和冷却介质的用量计算；再沸器的传热面积和加热介质的用量计算。冷凝器和再沸器的选型。塔的结构设计塔径、溢流装置及塔板布置、塔高等设计；要求以单线图的形式绘制塔板布置结构图。尽量用软件模拟。流体力学验算绘制塔板负荷性能图塔的工艺条件图以单线图的形式绘制，图面上应包括主体设备的外形、工艺参数等。编写设计说明书使用统一A4纸，用黑或蓝墨水工整书写或打印，主要项目及编排顺序为：设计说明书封面 (使用统一模板)；②任务书；③目录；④设计方案简介；⑤工艺过程计算及主要设备工艺尺寸的计算；⑥辅助设备的计算；⑦设计评述；⑧附录：主体设备工艺条件图，工艺流程图；⑨参考文献化工原理课程设计评分表评价单元评价要素评价内涵满分评分说明书质量60%说明书格式符合课程设计说明书的基本要求，用语、格式、图表、数据、量和单位及各种资料引用规范等。10工艺设计计算根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算，附属设备及塔内构件的计算选型等。40软件模拟能够采用先进的化工设计软件进行模拟计算10制图质量20%制图图形制图正确性图纸的布局合理、线形、字体、箭头、整洁，尺寸标注完整、规范10与化工原理课程设计任务书要求符合，正确绘制流程图和工艺条件图等。10答辩20％对设计原理及设计方案的理解答辩过程中，思路清晰、论点正确、对设计方案理解深入，主要问题回答正确20指导教师综合评定成绩：实评总分　　　　　　　　；成绩等级　　　　　　　　　　　　 指导教师（签名）： 2018年月日 目录：设计方案简介1筛板塔的计算11.1设计条件11.1.1工艺条件11.1.2操作条件11.2物料衡算1表1.2-1物料平衡表21.3塔板数的确定21.3.1苯-甲苯混合物的t-X-y图和X-y图2表1.3.1-1常压下苯一甲苯气液平衡数据2图1.3.1-1苯—甲苯混合液的x-y图3图1.3.1-1 苯—甲苯混合液的t-x-y图31.3.2确定最小回流比和回流比31.3.3利用图解法及逐板计算法确定理论板层数4图1.3.3-1理论板的图解法4表1.3.3-1逐板计算法数据表4表1.3.3-2每层理论板气液平衡数据41.3.4实际板层数的确定51.4精馏塔的工艺条件及有关的物性数据的计算51.4.1操作压力计算51.4.2平均摩尔质量的计算51.4.3平均温度及平均密度的计算6表1.4.3-1 Antoine方程常数6表1.4.3-2 苯与甲苯的液相密度7图1.4.3-1 图71.4.4液体平均表面张力的计算8表1.4.4-1 液体表面张力数据表8图1.4.4-1 表面张力—温度t91.5塔径的计算与板间距的确定91.5.1气液相流率（摩尔量流率）91.5.2气液相流率（体积流率）101.5.3板间距的确定及塔径、塔高的计算101.5.3.1板间距的确定10表1.5.3.1-1 塔间距参考数值10图1.5.3.1-1筛板塔塔径估算结果11图1.5.3.1-2 筛板塔塔径核算结果111.5.3.2 塔径的计算11图1.5.3.2-1 史密斯关联图121.5.3.3 塔高的计算131.6溢流装置的设计141.6.1板上液流型式的确定14表1.6.1-1 液体负荷与板上流型的关系141.6.2溢流堰主要尺寸的确定（堰高和堰长）141.6.2.1堰长的确定141.6.2.2堰高的确定151.6.2.3弓形降液管的宽度和截面积15图1.6.2.3-1 弓形降液管相关属性图151.6.2.4降液管底隙高度161.6.2.5受液盘161.6.2.6进口堰171.7塔板布置171.7.1开孔区面积计算171.7.2筛孔计算及其