化工原理课程的设计苯甲苯混合液精馏塔的设计.doc

一、设计题目：苯-甲苯混合液精馏塔设计 本课程设计是依据实际生产情况加以一定程度的简化而提出的。 二、设计任务及操作条件 1. 进精馏塔的料液含苯40% (质量分数)，其余为甲苯 2. 产品的苯含量=96%(质量分数) 3. 釜液中苯含量=1.85%(质量分数) 4. 生产能力为年产38000吨/年苯-甲苯混合液 5. 每年实际生产天数：320天。 6. 操作条件 (1) 精馏塔塔顶压力 0.04 MPa(表压) (2) 进料热状况 泡点液体 (3) 回流比 R = 1.6 (4) 加热水蒸汽压力 3.0 kg/cm2 (表压)（1kg/cm2=98.066kPa） (5) 单板压降 ≤0.7kPa (6) 全塔效率 54% (7) 设备型式 浮阀 (8) 厂址 镇江地区 三、设计项目(设计说明书内容) 设计说明书应包括所有论述、原始数据、计算、表格等，编排顺序如下：I. 封面(课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间)；II. 设计任务书；III. 目录；IV. 概述； V. 设计方案的选定VI. 工艺设计计算；V II. 塔和塔板主要工艺尺寸的设计计算VIII. 设计结果汇总表；IX. 主要符号说明；X. 设计评述(即设计者对本次设计的评述以及本次设计的收获体会)；XI. 参考XII. 致谢; 目录 第一章.概述 1 1.1 精馏塔的简单介绍 1 1.2 工业上对塔设备的主要要求 1 1.3 板式塔类型 2 1.3.1 筛板塔 2 1.3.2 浮阀塔 3 1.3.3 泡罩塔 4 第二章.设计方案的确定 6 2.1 操作条件的确定 6 2.1.1 操作压力 6 2.1.2 进料状态 6 2.1.3 加热方式 6 2.1.4 冷却剂与出口温度 7 2.1.5 热能的利用 7 2.2 确定设计方案的原则 7 第三章.工艺计算 8 3.1.塔的物料衡算 8 3.1.1 料液及塔顶塔底产品含苯摩尔分率 8 3.1.2 平均分子量 8 3.1.3 物料衡算 8 3.2 塔板数的确定 9 3.2.1 理论塔板数 NT的求取 9 3.2.2 全塔效率 ET 12 3.2.3 实际塔板数 N 12 3.3 塔的工艺条件及物性数据计算 12 3.3.1 操作压强 Pm 12 3.3.2 温度tm 13 3.3.3 平均分子量 13 3.3.4 平均密度ρm 13 3.3.5 液体表面张力σm 14 3.3.6 液体粘度μLm 14 3.4 精馏段气液负荷计算 15 15 第四章．塔和塔板主要工艺尺寸计算 16 4.1.塔径 D 16 4.2 溢流装置 16 4.2.1 溢流堰长lW 17 4.2.2出口堰高hw 17 4.2.3降液管的宽度Wd与降液管的面积Af 17 4.2.4降液管底隙高度 18 4.3塔板布置 18 4.3.1 孔区面积 18 4.4筛孔数n与开孔率φ 18 4.5 塔有效高度（精馏段） 19 4.6 塔高计算(从略) 19 4.7 筛板的流体力学验算 19 4.7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度hp 19 4.7.2 雾沫夹带量 ev 的验算 20 4.7.3 漏液的验算 20 4.7.4 液泛验算 21 4.8塔板负荷性能图 21 4.8.1 雾沫夹带线（1） 21 4.8.2 液泛线（2） 22 4.8.3 液相负荷上限线（3） 23 4.8.4 漏液线（气相负荷下限线）（4） 24 4.8.5 液相负荷下限线（5） 24 第五章.设计结果一览表 26 第六章.主要符号说明 28 第七章.设计评述 30 第八章.参考文献 32 第九章.致谢 33 第十章.附录 34 第一章.概述 1.1 精馏塔的简单介绍 精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。 根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。蒸汽由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸汽中转移，蒸汽中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸汽愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中