苯-甲苯精馏塔课程设计

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1、*化工原课程设计*换热器工艺初步设计学生姓名：学号：专业：班级：成绩：指导教师：设计时间：年月日至年月日环境与生命科学系目录绪论2塔板的工艺设计3一、精馏塔全物料衡算3二、常压下苯-甲苯气液平衡组成（摩尔）与温度关系4三、理论塔板的计算7四、塔径的初步计算9五、溢流装置11六、塔板分布、浮阀数目与排列11塔板的流体力学计算13一、气相通过浮阀塔板的压降13二、淹塔14三、雾沫夹带15四、塔板负荷性能图15塔附件设计19一、接管19二、简体与封头20三、除沫器20四、裙座20五、手孔20塔总体高度的设计21一、塔顶部空间高度21二、塔的底部空间高度21

2、三、塔总体高度21附属设备设计21绪论1、工艺流程简介连续精馏装置主要包括精馏塔，蒸馏釜（或再沸器），冷凝器，冷却器，原料预热器及贮槽等．原料液经原料预热器加热至规定温度后，由塔中部加入塔内．蒸馏釜（或再沸器）的溶液受热后部分汽化，产生的蒸汽自塔底经过各层塔上升，与板上回流液接触进行传质，从而使上升蒸汽中易挥发组分的含量逐渐提高，至塔顶引出后进入冷凝器中冷凝成液体，冷凝的液体一部分作为塔顶产品，另一部分由塔顶引入塔内作为回流液，蒸馏釜中排出的液体为塔底的产品．2、主要设备的型式　　塔的类型选择板式塔，板式塔的主要构件有塔体，塔板及气液进、出口等塔板的

3、选择。塔板选择浮阀塔板。浮阀塔板结构简单，即在塔板上开若干个孔，在每个孔的上方装上可以上下浮动的阀片，操作时，浮阀可随上升气量的变化自动调节开度，当气量较小时，阀片的开度亦较小，从而可使气体能以足够的气速通过环隙，避免过多的漏液，当气量较大时，阀片浮起，开度增大，使气速不致过高。浮阀塔板的优点是生产能力大，操作弹性大，气液接触状态良好，塔板结构简单，安装容易，压强小，塔板效率高，液面梯度小，使用周期长等。3、操作压力的确定采用操作压力为常压，即P＝4kPa(表压)。4、进料状态与塔板数，塔径，回流量及塔的热量负荷都有密切的关系.蒸汽加热，其优点是可以

4、利用压力较低的蒸汽加热，在釜内只须安装鼓泡管，不须安置宠大的传热面。这样在设计费用上可节省许多。5、加热方式的确定6、热能的利用　　蒸馏过程的特征是重复地进行汽化和冷凝，因此，热效率很低，所以塔顶蒸汽和塔底残液放出的热量利用要合理，这些热量的利用，要考虑这些热量的特点，此外，通过蒸馏系统的合理设置，也可以节能。任务书原料液处理量（每年按300天生产日计算）10300t/a进料液苯含量（质量分率）30%进料状态（q值）1塔顶馏出液中苯含量（质量分率）97%塔釜苯含量（质量分率）3%塔顶采用全凝器泡点回流操作压力常压塔板类型浮阀塔板塔板的工艺设计一、精馏

5、塔全物料衡算原料液的组成：馏出液的组成：釜液的组成：进料量F=物料衡算式联立代入求解二、常压下苯-甲苯气液平衡组成（摩尔）与温度关系1、温度精馏段平均温度提馏段平均温度2、密度塔顶温度气相组成进料温度气相组成塔底温度气相组成（1）精馏段液相组成气相组成故（2）提馏段液相组成气相组成故求的在、、下的苯和甲苯的密度（单位）故3、混合液表面张力苯表面张力甲苯表面张力精馏段的平均表面张力为提馏段的平均表面张力为4、混合物的黏度查表得精馏段黏度提馏段黏度5、相对挥发度由得由得由得三、理论塔板的计算平衡线方程进料线方程联立得e()即e（0.335792，0.55

6、02）则取精馏段方程提馏段方程从图上可知有14块理论塔板（包括再沸器），即块（包括再沸器），其中精馏段塔板有7块，提馏段塔板有7块（包括再沸器）。（1）精馏段则块（2）提馏段则块全塔所需实际塔板数块全塔效率加料板位子在第十五块塔板四、塔径的初步计算1、气液相体积流量计算由解析法求得，取（1）精馏段已知则质量流量体积流量（2）提馏段已知则质量流量体积流量2、精馏段横坐标数值取板间距，，则查图得，圆整，横截面积空塔气速3、提馏段横坐标数值取板间距，，则查图得，圆整，横截面积空塔气速五、溢流装置1、取（1）精馏段（2）提馏段2、弓形降液管的宽度和横截面查图

7、得，则，验算降液管停留时间精馏段：提馏段：停留时间，故降液管可使用。3、降液管低隙高度（1）精馏段取降液管底隙流速，则，取（2）提馏段取，，六、塔板分布、浮阀数目与排列1、浮阀数目与排列（1）精馏段取阀孔动能因子，则孔速每层塔板上浮阀数目为块取边缘区宽度，破沫区宽度塔板上的鼓泡区面积，即，则浮阀排列方式用等边三角形叉排，取同一个横排的孔心距t=115mm则排间距以等边三角形叉排方式作图，排的阀数21个。按N=21重新核算孔速及阀孔动能因子，，阀孔动能因子变化不大，仍在9~13范围内。塔板开孔率=（2）提馏段取阀孔动能因子，则孔速每层塔板上浮阀数目为块

8、取同一个横排的孔心距t=105mm，则以等边三角形叉排方式作图，排的阀数27个。按N=27重新核算孔速及阀孔