课程设计-苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔的设计_精品.doc

吉林化工学院 化工原理课 程 设 题目 苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔的设计 教 学 院 环境与生物工程学院 专业班级 安全工程0901班 学生姓名 学生学号 指导教师 2011年6月27日目 录 化工原理课程设计任务书 3 摘 要 4 绪论 5 第一章 精馏塔工艺设计计算 7 1.1 精馏塔全塔物料衡算 7 1.1.1已知条件 7 1.1.2 物料衡算 7 1.2 板数的确定 8 1.2.1温度 8 1.2.2 相对挥发度的计算 9 1.2.3 最小回流比的确定 9 1.2.4 求精馏塔气液相负荷 10 1.2.5 操作线方程的确定 10 1.2.6精馏塔理论塔板数及理论加料位置 10 1.2.7实际板数的计算 11 1.3 工艺条件的计算 11 1.3.1操作压强 P 11 1.4 物性数据计算 12 1.4.1平均摩尔质量计算 12 1.4.2平均密度 13 1.4.3液体表面张力 14 1.4.4 液体粘度 15 第二章精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 16 2.1.气液负荷和塔径D的计算 16 2.1.1精馏段气液负荷计算 16 2.1.2提馏段气液负荷计算 16 2.1.3 空塔气速 16 2.1.4精馏塔有效高度的计算 17 2.2溢流装置 17 2.2.1计算出口堰(外堰)高 17 2.2.2降液管底隙高度的确定 18 2.2.3浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 19 第三章塔板流体力学验算 20 3.1 气相通过浮阀塔板的静压头降hf 20 3.1.1计算干板静压头降hc 20 3.1.2降液管中清夜层高度Hd 21 3.1.3 计算雾沫夹带量eV 22 3.2.塔板负荷性能图 23 3.2.1雾沫夹带线 23 3.2.2液泛线 24 3.2.3 液相负荷上限线 25 3.2.4漏液线 25 3.2.5液相负荷下限线 26 3.2.6塔板负荷性能图 26 3.2.7小结 26 3.3 相关介质选择及热量衡算 27 3.3.1加热介质的选择 27 3.3.2冷凝剂 27 3.3.3热量衡算 27 3.4. 辅助设备 29 3.4.1冷凝器的选型 29 3.4.2 再沸器的选型 30 3.5.塔附件设计 31 3.5.1接管 31 3.5.2筒体与封头 32 3.5.3塔总体高度的设计 33 第四章 主要计算结果列表 34 4.1浮阀塔的主要结构参数表 34 4.2浮阀塔的主要结构参数表 34 4.3主要符号说明 35 参考文献 38 致 谢 39  化工原理课程设计任务书 一 设计题目：苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计 二 任务要求 设计一连续筛板浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯， 具体工艺参数如下：原料加料量 F=100kmol/h进料组成 馏出液组成 釜液组成  塔顶压力 单板压降 进料状态 2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点回流。 三 主要设计内容 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高 4、辅助设备选型与计算设计结果汇总 5、工艺流程图及精馏塔设备条件图 摘 要 本次的设计采用的精馏塔是浮阀塔，浮阀塔是化工生产中主要的传质设备。化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是一种最常用的分离方法，它依据多次部分汽化、多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。本次设计针对苯甲苯二元物系的精馏问题进行分析、计算、核算、绘图，是较完整的精馏设计过程。 在本次化工原理课程设计中,设计出了苯—甲苯的分离设备──精馏塔。进料摩尔分数为0.45的苯—甲苯溶液，使塔顶产品苯的摩尔含量达到97%，塔底釜液摩尔分数为3%。采用浮阀式精馏塔，塔高18.39米，塔径1.4米，按图解法计算理论板数为14块。算得全塔效率为0.542。塔顶使用全凝器，泡点回流。精馏段实际板数为12块，提馏段实际板数为15块，实际加料位置在第13块板(从上往下数)，精馏段操作弹性为3.49，提馏段操作弹性为3.24。通过板压降、漏液、液泛、雾沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。 塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。冷凝器采用浮头式换热器。加热介质采用140℃饱和蒸汽。 关键字：苯－甲苯；浮阀；负荷性能图 绪论 1.精馏原理及其在工业生产中的应用 生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求，需将混合物分离成较纯的物质。 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物