化工原理筛板精馏塔分离苯—甲苯工艺设计课程设计(可编辑).doc

化工原理筛板精馏塔分离苯—甲苯工艺设计课程设计 机械工程学院 化工原理课程设计 题目 筛板精馏塔分离苯甲苯工艺设计 教 学 院 机械工程学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2012年目录 摘要 一 绪论 二 第一章 流程及流程说明 1 第二章 精馏塔工艺的设计 2 21产品浓度的计算 2 211原料液及塔顶塔底产品的摩尔分率 2 212原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量 2 22最小回流比的确定 3 23物料衡算 3 24精馏段和提馏段操作线方程 3 241求精馏塔的气液相负 3 242求操作线方程 3 25精馏塔理论塔板数及理论加料位置 3 26实际板数的计算 3 27实际塔板数及实际加料位 4 第三章 精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 5 31物性数据计算 5 32精馏塔主要工艺尺寸的计算 9 33筛板流体力学验算 13 34塔板负荷性能图 16 第四章 塔的附属设备的计算 20 41塔顶冷凝器设计计算 20 42泵的选型 21 44塔总体高度的设计 22 结论 23 参考文献 25 主要符号说明 摘 要 在此筛板精馏塔分离苯-甲苯的设计中给定的条件为 进料量为 塔顶组成为 进料馏出液组成为 塔釜组成 加料热状态q 1 塔顶操作压强 表压 首先根据精馏塔的物料衡算求得D和W通过图解法确定最小回流比再根据操作线方程运用图解法求得精馏塔理论板数确定温度奥康奈尔公式求的板效率继而求得实际板数确定加料位置 然后进行精馏段和提馏段的设计工艺计算求得各工艺尺寸确定精馏塔设备结构继而对筛板的流体力学进行验算检验是否符合精馏塔设备的要求作出塔板负荷性能图对精馏塔的工艺条件进行适当的调整使其处于最佳的工作状态 第二步进行塔顶换热器的设计计算先选定换热器的类型确定物性数据计算传热系数和传热面积然后对进料泵进行设计确定类型 关键词 苯-甲苯精馏图解法负荷性能图精馏塔设备结构 塔附属设备 下图为连续精馏过程简图 　 出料　　　　　　　　　　　　　　 回流 　　　　　　　　 苯蒸汽 塔底 绪论 在本设计中我们使用筛板塔筛板塔的突出优点是结构简单造价低合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性而且效率高采用筛板可解决堵塞问题适当控制漏液 筛板与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管而直接在板上开很多小直径的孔筛孔操作时气体以高速通过小孔上升液体则通过降液管流到下一层板分散成泡的气体使板上液层成为强烈湍动的泡沫层 相同条件下筛板塔生产能力比泡罩塔高1015板效率亦约高1015而每板压力降则低30左右适用于真空蒸馏塔板效率较高但稍低于浮阀塔具有较高的操作弹性但稍低于泡罩塔其缺点是小孔径筛板易堵塞不适宜处理脏的粘性大的和带固体粒子的料液 第一章 流程及流程说明 本设计任务为分离苯甲苯混合物对于二元混合物的分离应采用连续精馏流程设计中采用泡点进料将原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回流至塔内其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐该物系属易分物系最小回流比较小故操作回流比取最小回流比的2倍塔釜采用间接蒸汽加热塔底产品经冷却后送至储罐 任务书上规定的生产任务长期固定适宜采用连续精流流程贮罐中的原料液用机泵加入精馏塔塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液精馏塔塔顶设有全凝器冷凝液部分利用重力泡点回流部分连续采出到产品罐简易流程如下具体流程见附图 　　　　　 出料 苯甲苯混合液 　 回流 塔底出料 图1 第二章 精馏塔工艺的设计 21产品浓度的计算 211原料液及塔顶塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 7811kgmol 甲苯的摩尔质量 9213kgmol 产品中苯的质量分数 098 进料中苯的质量分数 04 残液中苯的质量分数 0003 212原料液及塔顶塔