化工原理课程设计--分离苯-甲苯的常压连续浮阀式精馏塔

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1、化工原理课程设计化工原理课程设计分离苯-甲苯的常压连续浮阀式精馏塔化工原理课程设计目录一、设计任务书（一）设计题目（二）设计条件（三）设计内容二、塔板的工艺设计（一）精馏塔的全塔物料衡算（二）塔板数的确定（三）精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算（四）塔径的计算（五）塔板工艺尺寸计算（六）塔板流体力学验算（七）塔板负荷性能图三、塔板设计一览表四、塔高的设计计算五、总装图六、设计总结七、参考文献一、设计任务书化工原理课程设计（一）设计题目分离苯-甲苯的常压连续浮阀式精馏塔（二）设计条件进料组成：40%苯（摩尔分率，下同）分离要求：溜出液组成中苯为9

2、5%釜残液组成中苯为5%处理量：每小时100千摩尔苯-甲苯混合液进料热状况：泡点进料回流比：最小回流比的1.5倍相对挥发度为2.47工作压强：常（三）设计内容1）工艺计算确定塔板数2）精馏塔主要结构尺寸设计A、确定塔高和塔径B、精馏段一块塔板结构设计C、塔板流体力学验算及负荷性能图3）设计一览表4）总装图二、塔板的工艺设计化工原理课程设计设计计算过程备注精馏塔全塔物料衡算相平衡方程精馏段操作线方程提馏段操作线方程泡点进料其中，精馏段操作线方程为提馏段操作线方程为化工原理课程设计塔板数计算第一块塔板上升的蒸汽组成从第一块板下降的液体组成由第二块板

3、上升的气相组成第二块板下降的液体组成由第三块板上升的气相组成由第三块板下降的液体组成如此反复计算，，，＜0.4＜化工原理课程设计第七块板上升的气相组成换提馏段操作线计算如此反复计算，，，，，＜所需总理论板数为12块，第六块加料，精馏段需5块除以全塔效率可得最终需要22块塔板，第十一块加料。计算全塔效率,气体体积流量,液体体积流量由表查得，由内插法得化工原理课程设计由O’Connell图查得全塔效率为又，,又,气相流量，液相流量，气相密度，液相密度，物系表面张力。塔板工艺尺寸计算化工原理课程设计塔径欲求塔径应先求出空塔气速u，而式中C可由史密斯关

4、联图查出，横标的数值为取板间距，取板上液层高度，则图中参数为。根据以上数值，查得取安全系数为0.6，则空塔气速为塔径按标准塔径圆整为塔截面积实际空塔气速溢流装置选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。化工原理课程设计各项计算如下：①堰长：取堰长，即②出口堰高：利用公式采用平直堰，堰上液层高度可依如下公式计算近似取E=1，则可由列线图查出值因，，由该图查得，则。③弓形降液管宽度和面积：通过图求取及，因为查得,,则验算液体在降液管中停留时间，即化工原理课程设计＞5s故降液管尺寸可用。①降液管底隙高度：取降液管底隙处液体流速，则取塔板布置及浮阀数目与排列取

5、阀孔动能因子，求孔速，求每层塔板上的浮阀数，有取边缘区宽度，破沫区宽度，计算塔板上的鼓泡区面积，即化工原理课程设计浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。取同一横排的孔心距，则估算排间距，即考虑到到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块板的支承与衔接也要占去一部分鼓泡区面积，因此排间距不宜采用，而应小于此值，按，以等腰三角形叉排方式作图。排得阀数152个按N=152重新核算孔速及阀孔动能因数重新核算阀孔动能因数阀孔动能因数变化不大，仍在9-12范围内塔板开孔率=化工原理课程设计塔板流体力学验算（1）气相通过浮阀塔板的压强降，有①干板阻力：因，故干板

6、阻力为液柱②板上充气液层阻力：本设备分离苯和甲苯的混合液，即液相为碳氢化合物，可取充气系数，则液柱③液体表面张力所造成的阻力：此阻力很小，忽略不计。因此，与气体流经一层浮阀塔板的压强降所相当的液柱高度为液柱则，单板压降（2）淹塔为了防止淹塔现象的发生，要求控制降液管中清液层高度，.其中，化工原理课程设计①与气体通过塔板的压强降所相当的液柱高度：前已计算出液柱②液体通过降液管的压头损失：因不设进口堰，故液柱③板上液层高度：前已选定板上液层高度为则取，又已选定，。则可见,符合防止淹塔的条件（1）雾沫夹带对于泛点率，有泛点率=化工原理课程设计及泛点率

7、=板上液体流径长度板上液流面积苯和甲苯为正常系统，取物性系数，又查得泛液点负荷系数，则泛点率=及泛点率=两式计算出的泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带量能够满足的要求。（1）塔板负荷性能图即，泛点率=按泛点率为80%计算如下：化工原理课程设计整理得由上式知雾沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个值，依式计算出相应的值列于附表1中。据此，可作出雾沫夹带线（1）0.0020.0102.242.04附表1（2）液泛线由上式确定液泛线。忽略式中，带入各关系，有因物系一定，塔板结构尺寸一定，则,，,,,及等均为定值，而与又有如下关系，即化工原理课程设计

8、式中阀孔数与阀孔数亦为定值，因此可将上式简化为和的如下关系式：即或在操作范围内任取若干个值，依上式计算出相应的值列于附表2中0.0010.0050.0