课程设计：板式塔设计

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1、化工原理课程设计设计题目：板式塔设计姓名：谭飞班级：2011级化工（2）班学号：201173020237指导老师：唐小华日期：2014-02板式塔设计任务书题目：苯－甲苯精馏塔设计任务及操作条件：生产能力（精馏塔进料量）  90037吨／年操作周期 :  7200 小时／年进料组成:     苯含量25％ （质量分率，下同）塔顶产品组成≥97％ 塔底产品组成1%           操作条件：塔顶操作压力    自选 （表压）进料热状态:  泡点进料      两侧流体的压降：≯7kPa  工作地点：甘肃省兰州市西

2、北师范大学 设计项目：(1)物料衡算(2)理论塔板数(3)实际塔板数(4)塔径设计(5)堰及降液管设计(6)负荷性能图(7)热量衡算(8)辅助设备选型与计算(9)设计结果汇总(10）绘制工艺流程图及精馏塔工艺条件图（2#图纸）目录1.流程和工艺条件的确定和说明12.操作条件和基础数据12.1.操作条件12.2.基础数据13.精馏塔的物料衡算13.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率13.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量23.3.物料衡算24.塔板数的确定24.1.理论塔板层数NT的求取24.1.1.绘t-x

3、-y图和x-y图24.1.2.最小回流比及操作回流比的确定44.1.3.精馏塔气、液相负荷的确定44.1.4.求操作线方程44.1.5.图解法求理论板层数44.2.实际塔板数的求取45.精馏塔的工艺条件及有关物性的计算45.1.操作压力计算55.2.操作温度计算55.3.平均摩尔质量计算55.4.平均密度计算65.4.1.气相平均密度计算65.4.2.液相平均密度计算65.5.液体平均表面张力计算65.6.液体平均黏度计算75.7.全塔效率计算75.7.1.全塔液相平均粘度计算75.7.2.全塔平均相对挥发度计算8

4、5.7.3.全塔效率的计算96.精馏塔的塔体工艺尺寸计算96.1.塔径的计算96.2.精馏塔有效高度的计算107.塔板主要工艺尺寸的计算107.1.溢流装置计算107.1.1.堰长lW107.1.2.溢流堰高度hW107.1.3.弓形降液管宽度Wd和截面积Af107.1.4.降液管底隙高度h0117.2.塔板布置117.2.1.塔板分布117.2.2.边缘区宽度确定117.2.3.开孔区面积计算117.2.4.筛孔计算及其排列118.筛板的流体力学验算128.1.塔板压降128.1.1.干板阻力hc计算128.1.

5、2.气体通过液层的阻力h1计算128.1.3.液体表面张力的阻力hσ计算128.2.液面落差138.3.液沫夹带138.4.漏液148.5.液泛149.塔板负荷性能图149.1.漏液线159.2.液沫夹带线169.3.液相负荷下限线169.4.液相负荷上限线179.5.液泛线1710.主要工艺接管尺寸的计算和选取1910.1.塔顶蒸气出口管的直径dV1810.2.回流管的直径dR1910.3.进料管的直径dF1910.4.塔底出料管的直径dW1911.塔板主要结构参数表1912.设计实验小结2013.参考文献201

6、4.附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）211.流程和工艺条件的确定和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，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.4倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2.操作条件和基础数据2.1.操作条件塔顶压力常压进料热状态泡点进料回流比1.4倍塔底加热

7、蒸气压力0.5Mpa（表压）单板压降≤0.7kPa。2.2.基础数据进料中苯含量（质量分数）25%塔顶苯含量（质量分数）97%塔釜苯含量（质量分数）1%生产能力（吨/年）900373.精馏塔的物料衡算3.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量MA=78.11kg/kmol水的摩尔质量MB=92.13kg/kmolxF==0.282xD==0.98xW==0.0118-22-3.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.282×78.11+（1-0.282）×92.13=66.15kg/kmolM

8、D=0.98×78.11+（1-0.98）×92.13=78.39kg/kmolMW=0.0118×78.11+（1-0.0118）×92.13=91.96kg/kmol3.3.物料衡算生产能力=10278kg/h塔顶产量D==131kg/kmol总物料衡算F=131+W苯物料衡算0.25F=0.97×131+0.01W联立解得F=523kmol/hW=39