筛板精馏塔课程设计

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1、化工原理课程设计说明书筛板式精馏塔设计系别：化学工程系班级：水净化1001学号：0903100108姓名：张泽于指导老师；黄秋颖26目录第一部分概述4一、设计目标4二、设计任务4三、设计条件4四、设计内容4五、工艺流程图5第二部分工艺设计计算6一、设计方案的确定6二、精馏塔的物料衡算61.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数62.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数63.物料衡算原料处理量6三、塔板数的确定71.理论板层数的求取72.全塔效率83.实际板层数的求取8四、精馏塔的工艺条件及有关物性数

2、据的计算81.操作压强计算92.操作温度计算93.平均摩尔质量计算94.平均密度计算9265.液相平均表面张力计算106.液相平均粘度计算11五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算111.塔径的计算112.精馏塔的有效高度的计算12六、塔板主要工艺尺寸的计算131.溢流装置计算132.塔板布置143.筛孔数与开孔率15七、筛板的流体力学验算151.气体通过筛板压降相当的液柱高度152.雾沫夹带量的验算163.漏液的验算174.液泛验算17八、塔板负荷性能图171.漏液线172.雾沫夹带线183.液相负荷下限线19

3、4.液相负荷上限线195.液泛线206.操作线21九、设计一览表2226十、操作方案的说明：23附表24总结26参考文献2626第一部分概述一、设计目标分离苯—甲苯混合液的筛板式精馏塔设计二、设计任务试设计分离苯-甲苯混合物的筛板精馏塔。已知原料液的处理量为9000kg/h，组成为0.49（苯的摩尔分数），要求塔顶馏出液的组成为0.93，塔底釜液的组成为0.02。三、设计条件操作压力进料热状况回流比与最小回流比比值单板压降全塔效率4kPa（塔顶表压）泡点20.7kPa四、设计内容编制一份设计说明书，主要

4、内容包括：1、前言2、流程的确定和说明3、生产条件的确定和说明4、精馏塔的设计计算：（1）工艺条件及有关物性数据的计算（2）精馏塔塔体工艺尺寸的计算（3）塔板主要工艺尺寸的计算（4）塔板的流体力学验算（5）塔板负荷性能图（精馏段）（选作）5、设计结果列表6、设计结果的讨论和说明7、主要参考资料268、结束语五、工艺流程图精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。

5、在此过程中，热能利用率很低，为此，在确定流程装置时应考虑余热的利用，注意节能。另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免受泵操作波动的影响。原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的

6、稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。以测量物流的各项参数。塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器，以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面，合理的兼顾设备，操作费用操作控制及安全因素。连续精馏操作流程图26第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定本设计任务书为分离苯-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

7、至泡点后送入精馏塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。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2倍。二、精馏塔的物料衡算1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量=78.11kg/mol甲苯的摩尔质量=92.13kg/mol2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数=0.4978.11+(1-0.49)92.14=85.26kg/mol=0.9378.11+(1-0.93)92.14=79.09kg/mol=0.0278.11+(1-0.02)92.14=91.8

8、5kg/mol　　　　　3.物料衡算原料处理量总物料衡算D＇+W＇＝9000苯物料衡算0.92Ｄ＇+0.02Ｗ＇＝0.459000联立解得D＇=4300kｇ/h，W＇=4700kｇ/h，Ｆ＇＝9000kg/hF=9000/85.26=105.56kmol/h,D=4300/79.09=54.39kmol/h,W=4700/91.85=51.17kmol/h26三、塔板数的确定1.理论板层数的求取苯-甲苯属理论物系，可采用图解法求理论板层数。