苯-甲苯板式精馏塔的设计--化工原理课程设计

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1、苯-甲苯板式精馏塔的设计题目：苯-甲苯板式精馏塔的设计学院：环境与化学工程学院班级：学号：姓名：指导老师：2016年12月化工原理课程设计任务书一、设计题A试设计一座苯-甲苯连续精馏塔，耍求年产纯度为96.5%的苯8.5万吨，塔釜馏出液中含苯不得高于2%，原料液中含苯38%（以上均为质量分数）。二、操作条件1、塔顶压力4kPa（表压）2、进料热状态泡点进料3、回流比34、塔底加热蒸气压力0.5MPa（表压）5、单板压降彡0.7kPa。三、塔板类型筛板。四、工作口每年300天，每天24小时连续生产。五、厂址厂址为万州地区。六、设计内容1、

2、精馏塔的物料衡算；2、塔板数的确定；3、精馏塔的工艺条件及其有关物性数据的计算；4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5、塔板主要工艺尺寸的计算；6、塔板的流体力学验算；7、塔板负荷性能图；8、精馏塔接管尺寸计算；9、绘制生产工艺流程图；10、绘制精馏塔设汁条件图；11、对设计过程的总结。七、物性数据可查有关手册。苯、甲苯纯组分的饱和蒸气压数据需要自己查阅苯、甲苯的汽液平衡数据需要自己查阅目录1.设计方案的确定42.精馏塔的物料衡算42.1原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率42.2原料液及塔顶、塔釜的平均摩尔质量42.3物料衡算43.塔板数的确定

3、53.1理论板数NT的求取53.2实际板数的求取64.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算74.1操作压力的计算74.2操作温度的计算74.3平均摩尔质量的计算94.4平均密度的计算94.5液相平均表面张力的计算104.6液体平均粘度的计算114.7气液负荷计算115.精馏塔的塔体工艺尺寸计算125.1塔径的计算1252塔高的计算136.塔板主要工艺尺寸的计算146.1溢流装置的计算146.2塔板布置的计算157.塔板的流体力学验算177.1塔板压降174.2液面落差187.3液沫夹带187.4漏液197.5液泛195.负荷性能图208

4、.1精馏段塔板负荷性能图208.2提镏段塔板负荷性能图226.精溜塔接管尺寸计算259.1塔顶蒸气出口管259.2塔顶回流液管259.3进料管259.4塔釜出料管269.5塔顶产品出口管径2610.设计一览表2811.对设计过程的总会吉3012.醐3013.参考文献331.设计方案的确定(1)精馈方式：木设计采用连续精馆方式。原料液连续加入撤溜塔中，并连续收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。(2)操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于苯和氯苯这类非热敏沸点在常温(工业低温段)物系分离

5、。(3)塔板形式：筛板塔处理能力大，塔板效率高，压降教低，在苯和氯苯这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。(4)加料方式和加料热状态：设计采用泡点进料，将原料通过预热器加热至泡点后送入精馏塔闪。(5)由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热。(6)再沸器，冷凝器等附属设备的安排：塔底设罝再沸器，塔顶蒸汽完全冷凝后再冷却至泡点下一部分回流入塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储灌。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2.精馏塔的物料衡算2.1原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率苯的摩尔质量必=78.Wkg/kmol甲苯的摩尔质量MB=9

6、2.2kmol/hXW0.38/78.110.38/78.11+0.62/0.965/78.1192.13~0.965/78.11+0.035/92.130.02/78.11XFXI)0.02/78.11+0.98/92.130.420=0.9700.0242.2原料液及塔顶、塔釜的平均摩尔质量>=0.420x78.11+(1-0.420)x92.13=86.QAkmol/hMd=0.970x78.11+(1-0.970)x92.13=78.53^7/h■=0.024x78.11+(1-0.024)x92.13=91.79hnoJ/h

7、2.3物料衡算生产能力:塔顶产品:11805.5678.53=150.22kmol/h处理量：总物料衡算：F二150.33+，苯物料衡算：0.42厂=0.97x150.33+0.024/厂联立解得:F二208.l^kmol/hIt7=58.46k/noJ/h1.塔板数的确定3.1理论板数N的求取苯一甲苯属于理想物系，可采用圈解法求取理论塔板数。图a®由手册查得苯一甲苯物系的气、液平衡数据，绘出x-y图，如图a所示。苯一甲苯气液平衡组成与温度关系(101.3kP)带％i麟°C漱％渡尔^0带％膊尔麵麵麵气W00110.639.761.895

8、.280.391.48.821.2106.148.97192.190.395.72037102.259.278.989.49597.9305098.67085.386.8100100©求精馏塔的气液相负荷L