年产3.0万吨甲苯甲苯-邻二甲苯浮阀式精馏塔设计及计算.doc

新乡学院 化工原理课程设计说明书 院（系）名称 化学与化工学院 专业名称 化学工程与工艺 年 级 班 级 08化学工程与工艺1班 学生姓名 曹艳松 学 号 指导教师姓名 徐绍红 杨丽云 目录 一、设计条件 1 二、设计内容 1 三、浮阀塔流程工艺图 2 四、精馏塔的物料衡算及条件设计 2 （1）、甲苯、邻二甲苯物料衡算 2 （2）、塔顶、塔釜工艺参数 3 五、确定适宜回流比 6 六、求理论板及实际塔板层数（采用捷算法） 7 七、确定进料板位置 8 八、确定换热器热负荷及换热面积 8 （1）预热器热负荷及换热面积计算 9 （2）冷凝器热负荷及换热面积计算 9 （3）再沸器热负荷及换热面积计算 10 九、塔板计算及板间距计算: 10 （1）精馏段及提馏段流量计算 10 （2）精馏段及提馏段体积流量计算 10 ①精馏段 10 ②提溜段 11 （3）塔径及板间距计算 12 ①精馏段在塔顶设定工艺条件下 12 ②提溜段塔径及板间距设计 12 十、塔板布置 13 （1）堰长、堰高及堰上液层高 13 （2）降液管宽度及截面积 14 （3）降液管底隙高度 14 （4）浮阀数目及排列 14 十一、对精馏段塔板进行流体力学验算及负荷性能图核算 15 （1）精馏塔段流体力学验算 15 ①气相通过浮阀塔板压降 15 防止液泛验算 16 防止雾沫夹带的核算 16 （2）精馏段进行塔板负荷性能的核算 17 雾沫夹带线：按泛点率80%计算 17 液泛线 17 液相负荷上限线 17 漏液线 18 液相负荷下线限 18 十二、提馏段流力学验算及负荷性能核算 19 （1）提馏塔段流体力学验算 19 气相通过浮阀塔板压降 19 防止液泛验算 20 防止雾沫夹带的核算 20 （2） 提留段塔板负荷性能核算 21 雾沫夹带 21 )夜冷线 21 液相负荷上线 21 漏液线 21 液相负荷下线限 22 十三、换热器的选型及核算 23 ⑴、换热器类型选取及传热系数的核算 23 ①类型选取 23 ②核算总传热系数 23 十四、主要接管尺寸的选取 25 （1）进料管 25 （2）回流管 25 （3）釜液出口管 25 （4）塔顶蒸汽管 26 （5）加热蒸汽管 26 十五、设计结果一览表 ..........................................................................................................................27 参考文献 28 化 工 理 课 程 设 计 任 务 书 专业： 化学工程与工艺 班级： 08化工1班 姓名： 学号： 设计日期： 2011 年 4 月 设计题目：年产3.0万吨甲苯的甲苯-邻二甲苯浮阀式精馏塔的设计及计算 ： 进料量 F = 93.4 kmol/h 进料组成 = 0.5 （摩尔分率） 进料温度 tF = 130oC气液混合进料 进料压力 P进 =107.4kpa 产品要求 = 97% 回收率 = 97% 每年生产时间300天，每天工作时间24小时，共7200小时。 单板压降≤0.6Kpa；塔顶表压为3.5Kpa (1)精馏塔的物料衡算； (2)塔板数的确定； (3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； (4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (5)塔板主要工艺尺寸的计算； (6)塔板的流体力学验算； (7)塔板负荷性能图； (8)精馏塔接管尺寸计算； (9)绘制生产工艺流程图； (10)绘制精馏塔设计条件图； 四、精馏塔的物料衡算及条件设计（1）、甲苯的摩尔质量=92 kg/kmol 邻二甲苯的摩尔质量=106 kg/kmol原料处理量F=93.4kmol/h 进料苯的摩尔分率=0.5 塔顶苯的摩尔分率=0.97 塔顶易挥发组分的回收率η=97% 总物料衡算： F = D + W 易挥发（甲苯）组分衡算： 塔顶易挥发组分（苯）的回收率： η= 联立解得 W=F-D=93.4-46.3=46. 所以塔顶甲苯流率为45.3kmol/h 塔底甲苯流率为1.4kmol/h （2）、塔顶、塔釜工艺参数由甲苯-邻二甲苯恒压下T-X-Y相图可知甲苯-邻二甲苯混合液可视为理想物系。 查资料得： 甲苯的安托尼方程： 邻二甲苯的安托尼方程： （其中P，105pa；T，K） 进料压力：P进=107.4kpa 进料压力下泡点方程： 露点方程： 泡点方程及