化工原理课程的设计筛板式连续精馏塔.docx

《化工原理》课程设计说明书题目:筛板式连续精馏塔学院__ _专业__ _班级__ _姓名__ _学号__ _化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名： 学号：一、设计题目：筛板式连续精馏塔二、原始数据：原料液组成：苯－甲苯40%（质量百分数） 产品中苯含量不得低于98%（质量百分数） 残液中苯含量不得高于3% （质量百分数） 生产能力为年产量 4.4万吨 操作条件：进料状态：泡点操作压力：常压三、设计说明书内容：概述：流程的确定与说明：塔板数的计算：塔径的计算：塔板结构设计：塔板结构尺寸的确定；流体力学验算；塔板负荷性能图。计算结果一览表：附录：结束语：四、图纸要求： 工艺流程图； 精馏塔装置图。完成设计时间：自年月日至年月日指导教师成绩评定目录一、符号说明1（一）物料衡算部分1（二）塔及塔板工艺计算部分1二、概述2三、设计说明2（一）工艺方式的选择2（二）进料方式的选择3（三）再沸器、冷凝器的选择4四、设计计算4（一）数据准备4（二）物料衡算5（三）塔板数的确定5（四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算8（五）精馏段的塔体工艺尺寸计算11（六）塔板主要工艺尺寸的计算14五、筛板的液体力学验算16（一）塔板压降16（二）液面落差17（三）液沫夹带17（四）漏液18（五）液泛18（六）液泛在降液管中的停留时间19六、塔板负荷性能图19（一）漏液线19（二）液沫夹带线20（三）液相负荷下限线21（四）液相负荷上限线21（五）液泛线21七、塔的工艺设计22（一）主要接管的选择23（二）塔的内部工艺设计23八、附录：计算结果汇总24九、结束语26十、参考书目26十一、附图26一、符号说明（一）物料衡算部分符号单位意义符号单位意义组分名称摩尔比热塔顶产品流出率总塔板效率原料流率下降液体流率块理论塔板数块实际塔板数压力纯组分饱和分压再沸器热负荷冷凝器热负荷进料中液相所占分率回流比汽化摩尔潜热温度上升蒸汽流率釜内液体流速液相中苯的摩尔分率气相中苯的摩尔分率黏度回收率（二）塔及塔板工艺计算部分符号单位意义符号单位意义塔的截面积塔板的工作面积降液管截面积塔板的有效面积筛管总面积气体负荷参数孔流系数流体表面张力为yn/cm的C塔径筛孔直径液沫夹带量弓形堰的校正系数气相负荷降液管的清夜层高度板间距液体管内清夜层高度板上泡沫层高度清液气体通过泡沫层的压降清液气体通过筛孔压力降清液发生漏夜时干板的压降堰上液层高度液泛气速堰高气体通过筛孔气速空塔气速液体在降液管内停留时间说明：符号右上角加“’”的为提馏段符号；无“’”者为精馏段符号。二、概述化工、石油等生产过程中常常需要均相液体的混合物分离以达到提纯或回收利用有用组分的目的。分离均相液体的方法有很多种，如蒸馏，萃取等，其中蒸馏是最常用的方法.蒸馏在工业生产中的应用十分广泛，例如从合成物中分离出乙烯，丙烯等高纯度单体，从发酵液中提取白洒，工业酒精等。由此可见，蒸馏是分离组合物的重要单元操作之一。此次设计的目的是设计一个可以年生产4.4万吨的苯－甲苯混合物（含苯40%）的筛板式连续精馏塔，以达到产品含量不低于98% ，残液中含苯不高3%的生产要求。三、设计说明（一）工艺方式的选择1.蒸馏过程按操作方法可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏，由于苯－甲苯的沸点相差较大，相对挥发度适中，属于较难分离的物系，且分离要求较高，采用精馏方法即可。采用简单蒸馏和平衡蒸馏达不到分离要求，特殊蒸馏用不上，故选择了精馏方式分离混合物。2.由于苯－甲苯常压下呈液态，且由于沸点在室温150℃之间的混合物，通常在常压下进行精馏（苯－甲苯的沸点见数据准备），所以用常压蒸馏即可达到分离目的，不必采用加压或真空蒸馏。3.由于间歇蒸馏用于小批量生产，而需求是大批量生产，所以必须采用连续蒸馏。4.塔型的选择有以下几种理由：(1).从塔径大小考虑：塔径大小涉及塔的放大性能，制造安装等问题。板式塔的塔径增大，塔的效率变化不大，一般说还可以提高，还填料塔的传质效率随塔径增大而下降。(2).从塔高考虑：由于理论板数较多时，填料塔需要分层，层间需气液再分层器，结构复杂，而板式塔增加板数相对简单得多。(3).从物料的沉积与清除角度看：板式塔优于填料塔。(4).从塔内设置换热构件与气液的加入与引出的角度看：板式塔中，塔板上可以放置换热器，便于与塔内直接进行加热与冷却，也可将液体引出塔外，经换热器后再送入塔内，在板上加入或引出物料都很方便，但上述操作对填料塔来说则很困难。(5).从操作弹性看：填料塔操作范围小，对于液体负荷变化更为敏感，负荷过大或过小都会引起不正常操作，而板式塔对液体的负荷的适应范围大。(6).板型的选择：筛板由于结构简单，易于制造成本低，气体通过塔板的压力减小，板上的液面差小，生产能力较大等优点而被