苯-甲苯填料精馏塔(南京工业大学).docx

南京工业大学生物与制药工程学院

《化工原理》课程设计

设计题目常压苯一甲苯分离填料精馏塔的设计

学生姓名一叶建朋一班级、学号制药1202、1302120228指导教师姓名居沈贵，王重庆

课程设计时间2015年6月22日--2015年7月3日

课程设计成绩

百分制

权重

设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%

独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，

30%

设计最终成绩(五级分制)

指导教师签字

生物与制药工程学院

课程设计任务书

专业：制药工程班级：制药1202姓名：叶建朋

设计日期：2015年6月22日至2015年7月3日设计题目：常压苯一甲苯分离填料精馏塔的设计

设计条件：

体系：苯一甲苯

已知：进料量F=180kmol/h

进料浓度ZF=0.3(苯的摩尔分数，下同)

进料状态：q=1

操作条件：塔顶压强为4kPa表压),单板压降不大于0.7kPa。塔顶冷凝水采用深井水，温度t=12℃;

塔釜加热方式：间接蒸汽加热全塔效率E=52%

分离要求：X0.99;X=0.05;回流比R/Rain=1.2

指导教师：居沈贵，王重庆2015年6月23日

化工原理课程设计任务书

1、设计条件与主要任务

1.1工艺条件：体系为苯一甲苯二元混合物，采用连续精馏流程，填料塔，总板效率ET=52%;

2.2物料条件：

ZF=0.30

冷液进料，含量(苯的摩尔分率，下同),自选适当的进料压力。

1.3操作条件：

塔顶压强为4kPa表压),单板压降不大于0.7kPa。塔顶冷凝水采用深井水，温度t=12℃;

塔釜加热方式：间接蒸汽加热1.4分离要求：

塔顶产品XD=0.99;XW=0.05;回流比R/Rmin=1.2

2、设计其它要求

其它要求详见《化工原理课程设计指导书》。

目录

前言 1

一、设计方案的确定 2

二、1.1、设计流程说明 2

1.2、操作方案说明 2

1.3、本设计中符号的说明 3

二、流程 5

三、精馏塔的物料衡算 5

3.1、物料衡算示意图 5

3.2平衡线方程 6

3.3线方程 7

3.4回流比 7

3.5操作线方程 7

3.6理论板数的计算 7

四、塔的结构计算 9

4.1平均分子量的计算 9

4.1.1塔顶的平均分子量 9

4.1.2进料板的平均分子量 9

4.1.3塔底的平均分子量 9

4.1.4精馏段、提馏段的平均分子量 9

4.2平均密度的计算 10

4.2.1液相平均密度 10

4.2.2汽相平均密度 10

4.3塔径的计算 11

4.3.1精馏段塔径 11

4.3.2提馏段塔径 12

4.3.3全塔塔径 13

4.4填料层高度计算 13

4.5塔的总高度计算 13

五、填料塔的流体力学性能 13

5.1压降 13

5.2泛点气速 13

5.3持液量 14

5.3.1精馏段 14

5.3.2提馏段 14

六、填料塔的附件 14

6.1筒体、法兰、封头和裙座 14

6.2液体再分布装置选择 15

6.3填料支撑装置选择 15

6.4除沫器选择 15

6.5液体喷淋装置选择 15

七、辅助设备的选择 15

7.1塔顶冷凝器的选择 16

7.2塔底再沸器的选择 15

7.3预热器 17

7.4管道设计与选择 18

7.5泵 20

7.5.1进料泵7.5.2回流泵 20

7.5.2回流泵 21

八、计算数据汇总表 21

九、参考文献 22

常压苯一甲苯分离填料精馏塔的设计

1

前言

精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业得到广泛应用。精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔，实现苯一甲苯的分离。苯是化工工业和医药工业的重要基本原料，分子式C?H?,分子量78.11,相对密度0.8794g/cm3(20℃。沸点80.1℃