苯甲苯连续精馏筛板塔的设计.pdf

化工设计之课程设计 苯- 甲苯连续精馏筛板塔的设计 院校：闽南师范大学化学与环境院 班级： 10应用化学（ 1）班 姓名：…… 学号： 100604131 序 言 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化 学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教 学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过 课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程 序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思 考问题能力，计算能力等。 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作， 在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有 时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥 发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移， 实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续 的或间歇的， 有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。 本设计的题目是苯 - 甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离 易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。 1 目录 序言 1 板式精馏塔任务计划书 3 设计计算 4 塔的物料衡算 7 塔板的计算 9 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 11 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 17 塔板主要工艺尺寸的计算 19 筛板的流体力学验算 22 塔板负荷性能图 26 各接管尺寸的确定 32 设计一览表 34 课程设计心得体会 34 参考文献 34 2 1 板式精馏塔设计任务书 1.1 设计题目 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 设计任务 物料处理量： 51200 吨/ 年； 进料组成： 22.6％苯，苯 - 甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）； 分离要求： 塔顶产品组成： ≥97%； 塔底产品组成： ≤1%； 操作条件 平均操作压力： 101.3 k Pa； 平均操作温度： 94℃； 回流比：自选； 单板压降： ≤0.7 k Pa； 工时：年开工时数 7200 小时； 1.3 设计方案简介 据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适 宜的流程方案和设备类型 , 初步确定工艺流程。对选定的工艺流程、主要设备的 形式进行简要的论述。 1.4 设计内容及要求 (1)设计方案的确定及流程说明； (2)塔的工艺计算； (3)塔和塔板主要工艺尺寸的设计：塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定；塔板 的流体力学验算；塔板的负荷性能图； (4)编制设计结果概要或设计一览表； (5)辅助设备选型与计算； (6)绘制塔设备结构图：采用 CAD 绘图软件绘制。 3 1.5 主要设备工艺尺寸设计计算 （1）收集基础数据； （2）工艺流程的选择； （3）做全塔的物料衡算； （4）确定操作条件； （5）确定回流比； （6）理论板数与实际板数； （7）确定冷凝器与再沸器的热负荷； （8）初估冷凝器与再沸器的传热面积； （9）塔径计算及板间距确定； （10）堰及降液管的设计； （11）塔板布置及筛板塔的主要结构参数； （12）塔的水力学计算； （13）塔板的负荷性能图； （14）塔盘结构； （1