课程设计--板式精馏塔的设计.doc

化工原理课程设计 –––––板式精馏塔的设计 项目名称：筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设 姓名（学号）： 院系专业： 完成日期： 目录 1. 设计题目 4 2．设计要求 4 3. 操作条件 4 4. 设计内容 4 4.1 确定精馏装置流程，绘出流程示意图 4 4.1.1 精馏装置流程及流程示意图 4 4.2 工艺参数的确定 6 4.2.1 精馏过程基础数据的查取及估算 6 4.2.2 精馏过程的物料衡算 6 4.2.3 精馏过程的回流比计算 6 4.2.4 精馏塔的气液相负荷 7 4.2.5 精馏过程的操作线方程 8 4.2.6 精馏过程的理论塔板数：逐板法（塔顶全凝器） 8 4.2.7 板效率 8 4.2.8 实际板数的求取 9 4.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 9 4.3.1 操作压力的计算 9 4.3.2 温度的计算 9 4.3.3平均摩尔质量计算 10 4.3.4平均密度计算 10 4.3.5 液相平均张力计算 11 4.3.6液体平均黏度计算 12 4.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 13 4.4.1 塔径的计算 13 4.4.2 精馏塔有效高度的计算 14 4.5 塔板主要工艺尺寸的计算 14 4.5.1溢流装置计算 14 4.5.2 溢流堰高度 14 4.5.3 弓形降液管宽度Wd和截面积Af 15 4.5.4 降液管底隙高度 15 4.5.5 塔板的分块 15 4.5.6 边缘区宽度确定 16 4.5.7 开孔区面积计算 16 4.5.8筛孔计算及排列 16 4.6 塔板的流体力学验算 17 4.6.1 干板阻力计算 17 4.6.2 气体通过液层的阻力计算 17 4.6.3 液体表面张力的阻力计算 17 4.6.4 液面落差 18 4.6.5 液沫夹带 18 4.6.6 漏液 18 4.6.7 液泛 19 4.7 塔板的操作负荷性能图及选型 19 4.7.1 漏液线 19 4.7.2 液沫夹带线 20 4.7.3 液相负荷下限线 21 4.7.4 液相负荷上限线 21 4.7.5 液泛线 21 4.8 主要附属设备设计计算及选型 23 4.8.1 再沸器的热量衡算； 23 4.8.2 全凝器热量衡算 24 4.8.3 进料管 25 4.8.4 回流管 25 4.8.5 塔高计算 25 5. 设计结果总汇 25 6. 主要符号说明 27 7． 参考文献 28 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设 1. 设计题目 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 生产目的：用于分离苯和氯苯 生产能力：生产能力：70000吨/年（料液）；年工作日：300天 原料组成：60%苯，40%氯苯（摩尔分率，下同。） 产品组成：馏出液97%苯，釜液1%苯 3. 操作条件 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：间接蒸汽加热 回流比： 自选 单板压降: ≤0.8kPa 4. 设计内容 4.1 确定精馏装置流程，绘出流程示意图 4.1.1 精馏装置流程及流程示意图 本设计任务为分离苯－氯苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏。设计中采用泡点进料，将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加回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 馏出液 流率D 组成xD 加料 回流量 L 流率F 组成x F 流率 W 组成 x D 图1 数学模型 图2 装置图 4.2 工艺参数的确定 4.2.1 精馏过程基础数据的查取及估算 苯，氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据 温度，℃ 80 90 100 110 120 130 131.8 P0i×0.133-1kpa 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 4.2.2 精馏过程的物料衡算 苯的摩尔质量 =78.11kg/kmol 氯苯摩尔质量 =112.