苯-甲苯分离过程浮阀板式精馏塔设计

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1、word资料下载可编辑烟台大学化学化工学院课程设计说明书设计题目：苯-甲苯分离过程浮阀板式精馏塔设计学号：200821504119学生姓名：鲁家刚专业班级：化学工程与工艺一班（化081-1）指导教师：孙烈刚总评成绩：2011年7月4日专业技术资料word资料下载可编辑课程设计任务书一、设计题目苯-甲苯分离过程浮阀板精馏塔设计二、设计任务1.原料名称:苯-甲苯二元均相混合物；2.原料组成：含苯38%（质量百分比）；3.产品要求：塔顶产品中苯含量不低于99%，塔釜中苯含量小于1%；4.生产能力：年产量3万吨/年；5.设备形式：浮阀塔；6.生产时间：300天/年，每天24h运行

2、；7.进料状况：泡点进料；8.操作压力：常压；9.加热蒸汽压力：270.18kPa10.冷却水温度：进口35℃，出口45℃；三、设计内容1.设计方案的选定及流程说明2.精馏塔的物料衡算3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度）4.塔板数的确定5.精馏塔塔体工艺尺寸的计算6.塔板主要工艺尺寸的计算专业技术资料word资料下载可编辑7.塔板的流体力学验算8.塔板负荷性能图9.换热器设计10.馏塔接管尺寸计算11.绘制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸）12.绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件，A1图纸）13.撰写课程设计说明书一份四、

3、设计要求1.工艺设计说明书一份2.工艺流程图一张，主要设备总装配图一张（采用AutoCAD绘制）五、设计完成时间2011年6月27日～2011年7月15日专业技术资料word资料下载可编辑目录概述5第一章塔板的工艺设计7第一节精馏塔全塔物料衡算7第二节基本数据7第三节实际塔板数计算13第四节塔径的初步计算14第五节溢流装置15第六节塔板布置及浮阀数目与排列16第二章塔板的流体力学计算18第一节气体通过浮阀塔的压降18第二节液泛19第三节雾沫夹带20第四节塔的负荷性能图20第三章塔附件设计24第一节接管24第二节筒体与封头26第三节塔的总体高度27第四章附属设备设计28第一

4、节原料预热器28第二节塔顶冷凝器29第三节再沸器30第四节泵的计算与选型30自我评价32参考文献33专业技术资料word资料下载可编辑概述本设计任务为分离苯-甲苯混合物。对于该二元均相混合物的分离，应采用连续精馏过程。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。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，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1.2～2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。本设计的目的是分离苯～甲苯二元均相混合物，选用板式浮阀塔。工艺流程确定及说明

5、1.塔板类型精馏塔的塔板类型有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，操作弹性大，汽液接触时间长，因此塔板效率高。本设计采用板式浮阀塔2.加料方式本精馏塔加料选择泵直接加料，结构简单，安装方便，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。3.进料状况本精馏塔选择泡点进料。4.塔顶冷凝方式苯与甲苯不反应，且容易冷凝，故本精馏塔塔顶选择全凝器，用水冷凝。5.回流方式本设计处理量大，所需塔板数多，塔较高，回流冷凝器不适宜塔顶安装，故采用强制回流。专业技术资料word资料下载可编辑1.进料状况加热方式可分为：直接

6、蒸汽加热和间接蒸汽加热。直接蒸汽加热在一定的回流比条件下，塔底蒸汽对回流液有一定的稀释作用，从而使理论板数增加，设备费用上升，所以本设计采用间接蒸汽加热（135℃）。2.操作压力苯-甲苯在常压下相对挥发度较大，因此在常压下也比较容易分离，故本设计采用常压精馏。专业技术资料word资料下载可编辑第一章塔板的工艺设计第一节精馏塔全塔物料衡算1.原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率已知苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量原料液组成XF(摩尔分数，下同)塔顶组成塔底组成2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量3.物料衡算一年以300天，一天以24小时计，计算可得塔顶产品流率：全塔物料衡算：解的

7、F＝127.98kmol/hW＝74.71kmol/h第二节基本数据1.各种定性温度由下表中的数据，采用内插法计算一下温度(液相温度)得93.54℃得80.18℃得109.81℃专业技术资料word资料下载可编辑精馏段的平均温度为：=86.86℃提馏段的平均温度为：=101.68℃精馏段：=86.86℃由表1内差法可得=68.47%=84.72%精馏段液相平均摩尔质量：=82.53kg/kmol精馏段气相平均摩尔质量：=80.25kg/kmol提馏段：=101.68℃由表1内差法可得=21.41%=39.17%提馏段液相平均摩